Дисперсия, содержащая волокна цитрусовых
Изобретение относится к водной дисперсии, содержащей волокна цитрусовых. Водная дисперсия, содержащая волокна цитрусовых, характеризуется концентрацией при плотнейшей упаковке (c*) не более 3,80 % мас., причем водная дисперсия имеет ионную силу по меньшей мере 0,01 M. Способ получения водной дисперсии включает следующие этапы: обеспечения волокон цитрусовых, имеющих c* не более 3,8 % мас.; обеспечения водной среды, имеющей ионную силу по меньшей мере 0,01 М, и диспергирования указанных волокон в указанной водной среде. Предложен продукт, содержащий питательное вещество и вышеуказанную водную дисперсию, причем продукт представляет собой продукт питания или корм. Изобретение позволяет получить водную дисперсию с контролируемыми структурообразующими свойствами, а также приготовить на ее основе продукты с оптимальной стабильностью. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 3 пр.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки на европейский патент № 16178533.2, поданной 8 июля 2016 г., которая в полном объеме включена в данный документ посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к водной дисперсии, содержащей волокна растительного происхождения. Изобретение также относится к способу производства указанной дисперсии и его различным применениям.
Уровень техники
Многие из современных продуктов, например, продукты питания, корма, средства личной гигиены и фармацевтические продукты, содержат ингредиенты, организованные в сложной иерархической структуре с различными сосуществующими фазами, в широком диапазоне трехмерных линейных масштабов, от молекулярного до микроскопического. В частности, морфология (например, макро- и микроструктура) этих продуктов представляет собой динамическую концепцию, которая непрерывно меняется со временем, а скорость изменения зависит от многих факторов, в том числе композиции продуктов, условий окружающей среды (температуры, рН, механических сил и т.д.) и специфичности природы взаимодействий ингредиентов. Время, в течение которого происходят морфологические изменения и линейные масштабы подобных изменений, по-видимому, влияет на функциональность продуктов и в какой-то степени зависит от происхождения материалов ингредиентов, и, что более важно, от их технологичности. Разработчик подобных продуктов всегда одобряет ингредиенты, которые положительно содействуют процессу разработки, например, тем, что делают его менее сложным и более устойчивым; например, крайне желательно, чтобы технологические свойства применяемых ингредиентов являлись менее зависимыми от и/или менее подвергались влиянию условий окружающей среды.
Волокна растительного происхождения, такие как волокна цитрусовых, волокна томатов, волокна сахарной свеклы и подобные, известны как ингредиенты, имеющие много интересных свойств, делающих их подходящими для применения во множестве продуктов, таких как те, которые предназначены для потребления людьми и/или животными. В частности, волокна цитрусовых и содержащие их водные дисперсии были успешно применены в продуктах питания, напитках и кормах, но также в средствах личной гигиены, фармацевтических и моющих продуктах, чтобы придать готовому продукту специфические реологическое поведение, строение и органолептические свойства. WO 1994/27451 описывает способ получения волокон цитрусовой пульпы, где водную суспензию цитрусовой пульпы подвергают обработке разрезанием. WO 2006/033697 описывает способ для производства волокна цитрусовых и его различные применения. WO 2012/016190 описывает волокна цитрусовых, имеющие концентрацию при плотнейшей упаковке c* менее 3,8% масс., водные дисперсии, содержащие подобные волокна, и способ их производства.
Однако было отмечено, что водные дисперсии, содержащие волокна растительного происхождения, и, особенно, волокна цитрусовых, могут демонстрировать изменения в их реологическом поведении, при условии, что указанная композиция дисперсий изменяется; к примеру, с концентрацией волокон изменяются их реологические свойства. Такие изменения могут отрицательно влиять на свойства и качество продуктов, содержащих их или сделанных из подобных дисперсий. В частности, в пищевых продуктах, содержащих подобные дисперсии, морфологии, сформировавшиеся на основе волокон ввиду их функциональности, могут быть менее оптимальными не только перед потреблением, но также и в дальнейшем.
Поэтому существует потребность в водных дисперсиях волокон растительного происхождения, которые придают продукту, содержащему их, или предлагают это при применении во время изготовления указанного продукта, оптимальную морфологическую стабильность. Поэтому также существует потребность в водных дисперсиях волокон растительного происхождения, имеющих реологическое свойства, которыми возможно манипулировать и контролировать их с большей легкостью. В частности, существует потребность в водных дисперсиях волокон растительного происхождения, которые обеспечивают продукт или изготовление указанного продукта с оптимальной стабильностью, по отношению к нежелательным изменениям указанных свойств дисперсий, например, по отношению к изменениям концентрации волокон.
Сущность изобретения
В попытке удовлетворить эти потребности, данное изобретение обеспечивает водную дисперсию, содержащую волокна растительного происхождения, где указанные волокна характеризуются концентрацией при плотнейшей упаковке (c*) не более 3,80% масс., причем указанная водная дисперсия, предпочтительно, имеет вязкость не более 3000. Более предпочтительные волокна растительного происхождения представляют собой волокна цитрусовых, волокна томатов, волокна яблок и волокна сахарной свеклы.
Авторы данного изобретения наблюдали, что водная дисперсия по изобретению, в дальнейшем для простоты называемая патентоспособной дисперсией, имеет оптимальные реологическое свойства; в частности, при условии, что в ней применяют количества волокон выше c*. В частности, авторы изобретения наблюдали, что патентоспособная дисперсия может иметь менее неблагоприятный ответ на воздействие условий окружающей среды, таких как влияние рН на формирование строения. Условия окружающей среды затем могут быть изменены, отрегулированы или контролированы в более широких диапазонах, при эффективном применении обширных возможностей свойств патентоспособной дисперсии. Было также отмечено, что патентоспособная дисперсия является крайне адаптируемой и может быть полезна при применении в широком множестве продуктов, таких как продукты питания, напитки и корма, а также в средствах личной гигиены, фармацевтических и моющих продуктах.
Авторы изобретения также отметили, что в соответствии с обстоятельствами, патентоспособная дисперсия делает возможным оптимальное модулирование, изменение и/или адаптацию свойств продуктов, содержащих их, например, жесткость, и может позволить разработчику подобных продуктов снизить число ингредиентов в подобных продуктах и, следовательно, упростить их рецептуры.
При применении, например, в пищевых продуктах, патентоспособная дисперсия может положительно влиять не только на строение, текучесть, создаваемое во рту ощущение и/или проглатывание указанных продуктов, но она также может благоприятно влиять на биологические механизмы пищеварения и/или обеспечивать желаемые физиологические воздействия.
При применении в продуктах личной гигиены, патентоспособная дисперсия может положительно влиять на органолептические свойства продукта и делает возможным оптимальный перенос активных материалов, присутствующих в подобных продуктах для волос, кожи или других мест, нуждающихся в уходе. Подобное может быть справедливым также в случае фармацевтических продуктов.
Другие преимущества патентоспособной дисперсии станут очевидными из подробного описания изобретения, приведенного ниже.
Краткое описание графических материалов
Фигура 1 представляет собой иллюстрацию кривой, применяемой в способе определения c* и вязкости волокон, применяемых в соответствии с изобретением, и патентоспособной дисперсии, соответственно.
Фигура 2 показывает изменение концентрации при плотнейшей упаковке c* и вязкости для волокон, полученных из отработанной кожицы лимона, в различных диспергирующих средах.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает водную дисперсию, содержащую волокна растительного происхождения, где указанные волокна характеризуются концентрацией при плотнейшей упаковке (c*) не более 3,80% масс., при этом указанная водная дисперсия, предпочтительно, имеет вязкость не более 3000. Предпочтительно, c* составляет по меньшей мере 0,50% масс., более предпочтительно, по меньшей мере 0,75% масс., еще более предпочтительно, по меньшей мере 1,00% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере 1,25% масс. Предпочтительно, указанная c* составляет не более 3,75% масс., более предпочтительно, не более 3,70% масс., наиболее предпочтительно, не более 3,65% масс. Предпочтительно, указанная c* составляет от 0,50% масс. до 3,50% масс., более предпочтительно, от 1,00% масс. до 2,50% масс., наиболее предпочтительно, от 1,25% масс. до 1,50% масс. В пределах контекста данного изобретения, c* выражается в% масс. от общей массы дисперсии. c* волокон растительного происхождения может быть отрегулирована до желаемого значения, подвергая указанные волокна разрезанию в, например, гомогенизаторе высокого давления; с помощью регулирования ионной силы и/или рН среды, содержащей указанное волокно; путем добавления солей в указанную среду; путем увеличения температуры указанной среды; или путем химического модифицирования волокон цитрусовых, например, окисления TEMPO, карбоксиметилирования и их комбинаций.
Волокна растительного происхождения в данном документе понимают как волокна, получаемые из водорослей, зерна, бобовых растений, фруктов или овощей, в частности, тех волокон, которые получают из источников, выбранных из группы, состоящей из слив и чернослива, коньяка, гороха, сои, люпина, овса, ржи, чиа, ячменя, пшеницы, кукурузы, рапса, подсолнечника, цветной капусты, кабачка, сельдерея, нопала, помидоров, брокколи, моркови, артишоков, водорослей, клубней и корнеплодов, таких как картофель, свекла и лук, подорожника, льна, орехов, таких как миндаль, инжира, авокадо, ягод, бананов, яблок, айвы, груш, цитрусовых и киви. Волокна зерновых и бобовых растений изготавливают, например, путем дробления пшеницы спельта и/или внешнего слоя покрова. При необходимости эти волокна могут быть подвергнуты процессу делигнификации. Волокна фруктов и/или овощей могут быть измельченными продуктами из сырья, из которого был экстрагирован сок и которое может быть высушено. Предпочтительными волокнами растительного происхождения являются те, которые получают из овса, пшеницы, водорослей, томата, моркови, гороха, свеклы и цитрусовых; наиболее предпочтительными являются те, которые получают из томата, сахарной свеклы, яблок и цитрусовых фруктов.
Под водной дисперсией, содержащей волокна растительного происхождения, в данном документе понимают композицию, в которой указанные волокна диспергируют в водной среде, причем указанная водная среда, предпочтительно, формирует непрерывную фазу. Предпочтительно, указанные волокна гомогенно диспергируют в указанной среде. Термин «водная среда», как применяют в данном документе, означает жидкую среду, которая содержит воду, при этом ее подходящий неограничивающий пример включает воду, водный раствор и водную суспензию. Волокна растительного происхождения могут быть диспергированы внутри водной среды (т.е. в объеме), но также может присутствовать на любой границе, присутствующей в указанной водной среде, например, на границе между водой и любым компонентом, отличным от волокон, например, маслом. Примеры дисперсий включают, без ограничения, суспензии, эмульсии, пены и подобное.
Термин «волокно», как применяют в данном документе, соответствует удлиненному объекту, волокну, имеющему длину (большую ось, т.е. наибольший размер, который возможно измерить на волокне) и ширину или диаметр (малую ось, т.е. наименьший размер, который возможно измерить на волокне) и имеющему отношение длины к ширине по меньшей мере 3, более предпочтительно, по меньшей мере 9 или, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 15, что наблюдают и измеряют с помощью трансмиссионного электронного микроскопа («TЭM») с высокой разрешающей способностью. Размеры волокон, предпочтительно, измеряют на «влажных» волокнах, т.е. волокнах, имеющих содержание влаги по меньшей мере 20% масс., по отношению к общей массе волокон; например, влажные волокна могут быть получены путем экстрагирования их без высушивания из патентоспособной дисперсии, полученной путем диспергирования количества 0,1% масс. волокна, по отношению к общей массе дисперсии в водной среде.
Волокна растительного происхождения, предпочтительно, представлены в патентоспособной дисперсии в количестве (ω), выраженном в% масс., по меньшей мере, c*, причем указанное количество рассчитывается по отношению к общей массе указанной дисперсии. Более предпочтительно, соотношение ω/c*, специфическое по отношению к патентоспособной дисперсии, составляет по меньшей мере 1,05, еще более предпочтительно, по меньшей мере 1,10, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 1,15. Предпочтительно, соотношение ω/c* составляет не более 4,00, еще более предпочтительно, не более 3,00, наиболее предпочтительно, не более 2,00. Если присутствуют другие текстуранты, например, крахмалы, гидроколлоиды, белки и подобное, то общее количество подобных текстурантов, в том числе волокон, предпочтительно, выше c*.
Патентоспособная дисперсия, предпочтительно, имеет вязкость не более 3000. Вязкость патентоспособной дисперсии составляет, предпочтительно, не более 2800, более предпочтительно, не более 2500, наиболее предпочтительно, не более 2200. Указанная вязкость составляет, предпочтительно, по меньшей мере 400, более предпочтительно, по меньшей мере 800, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 1200. Указанная вязкость составляет, предпочтительно, от 400 до 2800, более предпочтительно, от 800 до 2500, наиболее предпочтительно, от 1200 до 2200. В пределах контекста данного изобретения, вязкость выражают в единицах Пa/(% масс.).
Авторы изобретения обнаружили, что оптимальные строения получают при применении выше упоминаемых соотношений ω/c*, а вязкость патентоспособной дисперсии лежит в пределах заявленных диапазонов Уменьшение вязкости патентоспособной дисперсии до слишком низких уровней, например, ниже 400, может потребовать увеличенные количества волокон растительного происхождения, которые должны быть применены для обеспечения продукту желательного строения; однако, подобное увеличение количества волокон может ввести нежелательный вкус и/или цвет и может отрицательно влиять на органолептические и/или относящиеся к чувствам свойства указанного продукта. С другой стороны, авторы изобретения обнаружили, что путем увеличения вязкости патентоспособных дисперсий до слишком высоких уровней, например, выше 3000, даже небольшие изменения в концентрации волокон могут приводить к большим изменениям в строении продукта, содержащего их. Подобные изменения может иметь отрицательное влияние в процессе изготовления продуктов, содержащих их, поскольку могут происходить отклонения в органолептических и/или относящихся к чувствам свойств продуктов.
Предпочтительно, патентоспособная дисперсия имеет ионную силу по меньшей мере 0,01 M, более предпочтительно, по меньшей мере 0,05 M, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 0,10 M. Предпочтительно, указанная ионная сила составляет не более 3,00 M, более предпочтительно, не более 2,00 M, наиболее предпочтительно, не более 1,00 M. Предпочтительно, указанная ионная сила составляет от 0,05 до 1,00 M, более предпочтительно, от 0,10 до 0,80 M, наиболее предпочтительно, от 0,15 до 0,60 M. Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что патентоспособные дисперсии, имеющие ионную силу, тщательно отрегулированные в пределах выше упомянутых диапазонов, обеспечивают оптимальные преимущества.
Предпочтительно, патентоспособная дисперсия имеет pH от 3,0 до 10,0, более предпочтительно, от 4,0 до 9,5, наиболее предпочтительно, от 4,5 до 9,0. рН может быть измерен с помощью любого рН-метра, известного в данной области техники.
Настоящее изобретение также обеспечивает водную дисперсию, содержащую волокна цитрусовых, где волокна цитрусовых характеризуются концентрацией при плотнейшей упаковке (c*) не более 3,80% масс., причем указанные волокна цитрусовых содержат галактуроновую кислоту в количестве не более 20% масс., по отношению к общей массе безводных волокон цитрусовых, при этом указанная водная дисперсия, предпочтительно, имеет вязкость не более 3000. Хотя более низкие значения c* являются предпочтительными, по практическим соображениям c* волокон цитрусовых составляет, предпочтительно, по меньшей мере 1,50% масс., более предпочтительно, по меньшей мере 1,75% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере 2,00% масс. Предпочтительно, указанная c* составляет не более 3,75% масс., более предпочтительно, не более 3,70% масс., еще более предпочтительно, не более 3,65% масс., даже более предпочтительно, не более 3,60% масс., даже более предпочтительно, не более 3,50% масс., наиболее предпочтительно, не более 3,40% масс. Предпочтительно, указанная c* составляет от 1,00 до 3,75% масс., более предпочтительно, от 1,75 до 3,70% масс., наиболее предпочтительно, от 2,50 до 3,60% масс. Волокна цитрусовых, имеющие определенные c*, могут быть получены, например, в соответствии со способом WO2012/016190, включенным в данный документ во всей своей полноте посредством ссылки.
Волокна цитрусовых представляют собой волокна, содержащиеся в и полученные из фруктов семейства цитрусовых. Семейство цитрусовых представляет собой большое и генетически разнообразное семейство цветковых растений. Фрукт семейства цитрусовых считают специализированным типом ягоды, характеризующейся кожистой кожурой и мясистым содержимым, содержащим несколько секций, заполненных мешочками, заполненными соком. Обычные сорта фрукта семейства цитрусовых включают апельсины, сладкие апельсины, клементин, кумкваты, мандарины, тангелос, сацумы, мандарины, грейпфруты, цитроны, помело, лимоны, цитрусы джамбири, лаймы и каффир-лаймы. Фрукт семейства цитрусовых может быть скороспелым, среднеспелым или позднеспелым фруктом семейства цитрусовых. Фрукт семейства цитрусовых также содержат пектин, распространенный во фруктах, но обнаруживаемый в особенно высоких концентрациях во фруктах семейства цитрусовых.
Волокно цитрусовых следует отличать от цитрусовой пульпы, которая представляет собой целые соковые мешочки и иногда их называют цитрусовыми пузырьками, крупной пульпой, поплавками, клетками цитрусовых, поплавковой пульпой, соковыми мешочками или пульпой. Волокно цитрусовых также следует отличать от пленки цитрусовых, которая является материалом, содержащим сегментную мембрану и сердцевину фруктов семейства цитрусовых.
Волокна цитрусовых обычно получают из источника волокон цитрусовых, например, кожуры цитрусовых, пульпы цитрусовых, пленки цитрусовых или их комбинаций. Более того, волокна цитрусовых могут содержать компоненты первичных оболочек клетки фрукта семейства цитрусовых, таких как целлюлоза, пектин и гемицеллюлозы и могут также содержать белки.
Предпочтительно, волокна цитрусовых по изобретению не подвергают какой-либо существенной химической модификации, т.е., указанные волокна не подвергают способам химической модификации, в частности, эстерификации, деривации или индуцированной человеком ферментативной модификации или их комбинациям.
Волокна цитрусовых, применяемые в соответствии с изобретением, содержат галактуроновую кислоту. Предпочтительно, галактуроновая кислота содержит метилэстерифицированную галактуроновую кислоту (МЭГК). Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что путем применения волокон цитрусовых, содержащих галактуроновую кислоту, имеющую метилэстерифицированную фракцию, гибкость регулирования свойств продуктов, содержащих патентоспособную дисперсию, может быть улучшена. К примеру, при условии, что патентоспособная дисперсия содержит подобные волокна цитрусовых, разработчик указанных продуктов может пользоваться большей свободой в модулировании, изменении и/или адаптации свойств продуктов для удовлетворения определенного набора потребностей. Предпочтительно, МЭГК присутствует в количестве по меньшей мере 30% масс., более предпочтительно, по меньшей мере 45% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере 60% масс., по отношению к общей массе галактуроновой кислоты (для ясности, она включает массу МЭГК). Предпочтительно, галактуроновая кислота имеет степень метилэстерификации (СЭ) по меньшей мере 30, более предпочтительно, по меньшей мере 45, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 60. Для достижения преимуществ данного изобретения, галактуроновая кислота должна присутствовать в общем количестве, т.е., в том числе и галактуронат, не более 50,0% масс., по отношению к общей массе безводных волокон цитрусовых, предпочтительно, не более 45,0% масс., более предпочтительно, не более 40,0% масс., наиболее предпочтительно, не более 35,0% масс. Предпочтительно, указанное общее количество составляет по меньшей мере 0,5% масс., более предпочтительно, по меньшей мере 1,0% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере 1,5% масс. В предпочтительном варианте осуществления, волокна цитрусовых представляют собой волокна лимона и общее количество галактуроновой кислоты составляет от 1,5% масс. до 20,0% масс., более предпочтительно, от 4,5% масс. до 15,0% масс., наиболее предпочтительно, от 7,0% масс. до 10% масс. В другом предпочтительном варианте осуществления, волокна цитрусовых представляют собой волокна апельсина и общее количество галактуроновой кислоты составляет от 10,0% масс. до 50,0% масс., более предпочтительно, от 20,0% масс. до 40,0% масс., наиболее предпочтительно, от 25% масс. до 35% масс. Галактуроновая кислота (также известная как D-галактуроновая кислота) представляет собой сахарную кислоту. Содержание галактуроновой кислоты, в том числе галактуроната, из патентоспособных волокон цитрусовых может быть отрегулировано путем гидролиза указанных волокон в кислых или основных условиях, путем экстрагирования естественно присутствующей галактуроновой кислоты, например, посредством хелатирования, разделения жидкость-жидкость или других известных технологий, обычно применяемых в данной области техники.
Волокна цитрусовых присутствуют в патентоспособной дисперсии, предпочтительно, в количестве (ωCF), по меньшей мере, c* % масс. Более предпочтительно, соотношение ωCF/c*, специфическое по отношению к патентоспособной дисперсии, составляет по меньшей мере 1,05, еще более предпочтительно, по меньшей мере 1,10, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 1,15. Предпочтительно, соотношение ωCF/c* составляет не более 4,00, еще более предпочтительно, не более 3,00, наиболее предпочтительно, не более 2,00. Если присутствуют другие текстуранты, например, крахмалы, гидроколлоиды, белки и подобное, то общее количество подобных текстурантов, в том числе волокон, предпочтительно, выше c*.
Длина волокон цитрусовых составляет, предпочтительно, по меньшей мере 0,5 мкм, более предпочтительно, по меньшей мере 1 мкм. Ширина волокон цитрусовых составляет, предпочтительно, не более 300 нм.
Волокна цитрусовых обычно содержат различные компоненты, такие как сахара, олигосахариды и полисахариды. Волокна цитрусовых, применяемые в данном изобретении, могут содержать волокна, которые являются водорастворимыми, в дальнейшем, «растворимые волокна (РВ)»; могут также содержать волокна, которые являются неводорастворимые, в дальнейшем «нерастворимые волокна (НВ)»; и может также содержать комбинацию обоих. РВ и НВ представляют собой полисахариды со (средневесовой) степенью полимеризации (СП) выше 15, что измеряют в соответствии с любой известной технологией, например, гель-проникающей хроматографии. Предпочтительно, указанные волокна цитрусовых содержат РВ и НВ, где массовое отношение РВ:НВ составляет от 99,0 : 1,0 до 70,0 : 30,0, более предпочтительно, от 97,5 : 3,5 до 80,0 : 20,0, наиболее предпочтительно, от 96,0 : 4,0 до 90,0 : 10,0. Предпочтительно, указанные волокна цитрусовых содержат НВ в количестве по меньшей мере 65,0% масс., по отношению к общей массе безводных волокон цитрусовых, более предпочтительно, по меньшей мере 70,0% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере 75,0% масс. Предпочтительно, указанные волокна цитрусовых содержат РВ в количестве не более 15,0% масс., по отношению к общей массе безводных волокон цитрусовых, более предпочтительно, не более 12,0% масс., наиболее предпочтительно, не более 9,0% масс. В предпочтительном варианте осуществления, волокна цитрусовых представляют собой волокна лимона, содержащие РВ в количестве от 0,5% масс. до 10,0% масс., более предпочтительно, от 1,7% масс. до 7,5% масс., наиболее предпочтительно, от 2,5% масс. до 5,0% масс. В другом предпочтительном варианте осуществления, волокна цитрусовых представляют собой волокна апельсина, содержащие РВ в количестве от 3,0% масс. до 15,0% масс., более предпочтительно, от 4,0% масс. до 12,0% масс., наиболее предпочтительно, от 5,0% масс. до 9,0% масс. Указанные волокна цитрусовых могут также содержать другие компоненты, отличные от НВ и РВ, их неограничивающие примеры включают сахара и/или олигосахариды. Предпочтительно, указанная другие компоненты содержатся в количестве не более 35% масс., по отношению к общей массе безводных волокон цитрусовых, более предпочтительно, не более 30% масс., наиболее предпочтительно, не более 25% масс.
Предпочтительно, волокна цитрусовых, применяемые в соответствии с изобретением, имеют степень кристаллизации по меньшей мере 10%, более предпочтительно, по меньшей мере 20%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 30%, что измеряют на сухом (менее 20% масс. содержания воды, по отношению к содержание волокон) образце с помощью способа рентгеновской дифракции (например, широко известного метода Сигала, основанного на высоте пика I002). Предпочтительно, степень кристаллизации указанных волокон составляет от 10% до 60%.
Авторы изобретения смогли модифицировать характеристики волокон растительного происхождения и, в частности, волокон цитрусовых, например, в терминах содержания галактуроновой кислоты, c*, количества НВ и РВ, для достижения текстурирующего эффекта, который до настоящего времени не получали никогда. Следовательно, изобретение также относится к новым волокнам цитрусовых, содержащим нерастворимые в воде волокна (НВ) и растворимые в воде волокна (РВ), причем массовое отношение РВ:НВ составляет от 99,0 : 1,0 до 70,0 : 30,0, при этом указанные волокна цитрусовых характеризуются концентрацией при плотнейшей упаковке (c*) не более 3,80% масс., где указанные волокна цитрусовых содержат галактуроновую кислоту в общем количестве не более 50% масс., по отношению к общей массе безводных волокон цитрусовых, причем указанная галактуроновая кислота имеет степень эстерификации по меньшей мере 30. Предпочтительные диапазоны РВ:НВ; c*; степень эстерификации; специфические количества НВ и РВ; и количество галактуроновой кислоты волокон цитрусовых по изобретению (в дальнейшем, патентоспособные волокна цитрусовых), так же как предпочтительные источники волокон цитрусовых приведены выше и не будут повторяться в данном документе.
При условии, что патентоспособная дисперсия применяет волокна цитрусовых, указанная дисперсия, предпочтительно, имеет вязкость не более 3000, более предпочтительно, не более 2800, еще более предпочтительно, не более 2500, наиболее предпочтительно, не более 2200. Указанная вязкость составляет, предпочтительно, по меньшей мере 400, более предпочтительно, по меньшей мере 800, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 1200. Указанная вязкость составляет, предпочтительно, от 400 до 2800, более предпочтительно, от 800 до 2500, наиболее предпочтительно, от 1200 до 2200.
При условии, что патентоспособная дисперсия применяет волокна цитрусовых, предпочтительно, указанная дисперсия имеет ионную силу по меньшей мере 0,01 M, более предпочтительно, по меньшей мере 0,05 M, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 0,10 M. Предпочтительно, указанная ионная сила составляет не более 3,00 M, более предпочтительно, не более 2,00 M, наиболее предпочтительно, не более 1,00 M. Предпочтительно, указанная ионная сила составляет от 0,05 до 1,00 M, более предпочтительно, от 0,10 до 0,80 M, наиболее предпочтительно, от 0,15 до 0,60 M.
При условии, что патентоспособная дисперсия применяет волокна цитрусовых, предпочтительно, указанная дисперсия имеет pH от 3,0 до 10,0, более предпочтительно, от 4,0 до 9,5, наиболее предпочтительно, от 4,5 до 9,0.
Авторы данного изобретения обнаружили, что патентоспособные дисперсии, имеющие сниженную жесткость, т.е., ниже 3000, могут быть успешно применены в широком диапазоне продуктов, например, продуктах питания и кормах, но также в средствах личной гигиены и фармакологических продуктах. Авторы изобретения также обнаружили, что во время обработки известных водных дисперсий, содержащих волокна цитрусовых, например, во время изготовление любого из вышеупомянутых продуктов, концентрация волокон цитрусовых может обычно колебаться из-за изменений в температурах обработки дисперсий, химических условиях и действующих на них механических силах. Авторы изобретения, однако, неожиданно наблюдали, что патентоспособная дисперсия может иметь способность сгладить и снизить отрицательное влияние указанных колебаний на реологическое поведение дисперсий. Соответственно, разработчик продукта может легче и точнее прогнозировать и регулировать необходимые свойства и количества применяемых волокон цитрусовых, так же как условия обработки, для того, чтобы достичь желаемые характеристики продукта и приспособиться к любому нежелательному эффекту, связанному с указанными колебаниями.
Изобретение дополнительно относится к продуктам питания или кормам, содержащим патентоспособную дисперсию и питательное вещество. Без связи с какой-либо теорией, авторы изобретения полагают, что на динамические и кинетические свойства поглощения питательного вещества при приеме внутрь указанных пищевых продуктов или кормов положительно влияют выгодные свойства патентоспособной дисперсии. В частности, патентоспособная дисперсия может делать возможным оптимизирование явления транспорта, диффузии и растворения, относящихся к функциональным свойствам продуктов питания (пищевым, сенсорным и физико-химическим). Более того, указанные продукты могут быть легко разработаны, чтобы иметь специфические реологические поведения, строения и органолептические свойства. Таким образом, способность патентоспособной дисперсии оптимизировать функциональные свойства указанного продукта питания может быть очень полезной для разработки структуры питания, которая вместе с классическими потребностями (например, строением и создаваемым во рту ощущением), может усиливать влияние на самочувствие и здоровье, в том числе на модулированное пищеварение, чтобы вызывать различные физиологические ответы.
Патентоспособная дисперсия является очень подходящей для применения в производстве большого множества композиций продуктов питания. Примеры композиций продуктов питания, содержащие или изготавливаемые путем их применения, к которым относится изобретение, включают: элитные напитки, такие как кофе, черный чай, зеленый порошок в порошке, какао, суп из адзуки и фасоли, сок, соевый сок и т.д.; напитки, содержащие молочные компоненты, такие как непастеризованное молоко, обработанное молоко, молочнокислые напитки и т.д.; множество напитков, включающие обогащенные питательными веществами напитки, такие как обогащенные кальцием напитки и подобные и диетические напитки, содержащие клетчатку и т.д.; молочные продукты, такие как сливочное масло, сыр, йогурт, забеливатель для кофе, взбитые сливки, заварной крем, заварной пудинг и т.д.; продукты, пересыпанные льдом, такие как мороженое, мягкие сливки, молочный лед, молочное мороженое, шербет, замороженный йогурт и т.д.; продукты питания на основе переработанного жира, такие как майонез, маргарин, паста, шортенинг и т.д.; супы; рагу; приправы, такие как соус, TARE, (приправочный соус), заправки и т.д.; множество пастообразных приправ, содержащих перец, в виде перемешенной горчицы; множество начинок с джемом и мучной пастой; множество либо геле-, либо пастоподобных продуктов питания, в том числе джем из красной фасоли, желе и продукты питания для глотания людьми с ограниченными возможностями; продукты питания, содержащие зерновые в качестве основного компонента, такие как хлеб, лапша, макароны, заготовка для пиццы, кукурузные хлопья и т.д.; японские, американские и европейские хлебобулочные изделия, такие как конфеты, печенье, пироги, блины, шоколад, рисовые хлебцы и т.д.; пластифицированные морепродукты, представленные отварным рыбным пирогом, рыбным пирогом и т.д.; продукты животноводства, представленные ветчиной, колбасой, рубленым бифштексом и т.д.; ежедневные блюда, такие как сливочный крокет, паста для китайских блюд, гратен, пельмени и т.д.; продукты питания с тонким вкусом, такие как потрошенная соленая рыба, овощи, маринованные в сакэ ли и т.д.; жидкие виды пищи, такие как жидкая пища для кормления через зонд и т.д.; пищевые добавки; и продукты питания для животных. Все эти продукты питания охватываются в пределах данного изобретения, независимо от различий в их формах и операции обработки на момент приготовления, как это видно на автоклавированных продуктах питания, замороженных продуктах питания, продуктах питания для приготовления в микроволновой печи и т.д.
Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ («патентоспособный способ») получения патентоспособной дисперсии, включающий этап:
a) обеспечения волокон растительного происхождения, имеющих c* не более 3,8% масс.;
b) обеспечения водной среды, имеющей ионную силу по меньшей мере 0,01; и
c) диспергирования указанных волокон в указанной водной среде.
Предпочтительно, волокна растительного происхождения представляют собой волокна цитрусовых, предпочтительно, имеющие упоминаемые выше характеристики, более предпочтительно, указанные волокна растительного происхождения представляют собой патентоспособные волокна цитрусовых. Предпочтительное количество волокон (ω), например, волокон цитрусовых, в патентоспособной дисперсии приведено выше и не будет повторяться в данном документе.
Ионная сила водной среды может быть отрегулирована путем добавления к ней соли, наиболее предпочтительными солями являются хлорид натрия и кальция и гидроксид натрия. Если продукты питания предназначены для изготовления путем применения патентоспособной дисперсии, указанные соли должны быть пригодными для применения в пищевой промышленности солями. Концентрация солей в водной среде может быть отрегулирована согласно устоявшейся практике для достижения желаемой ионной силы. Предпочтительно, указанная ионная сила составляет по меньшей мере 0,01 M, более предпочтительно, по меньшей мере 0,05 M, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 0,10 M. Предпочтительно, указанная ионная сила составляет не более 3,00 M, более предпочтительно, не более 2,00 M, наиболее предпочтительно, не более 1,00 M. Предпочтительно, указанная ионная сила составляет от 0,05 до 1,00 M, более предпочтительно, от 0,10 до 0,80 M, наиболее предпочтительно, от 0,15 до 0,60 M. Предпочтительно, патентоспособная дисперсия имеет pH от 3,0 до 10,0, более предпочтительно, от 4,0 до 9,5, наиболее предпочтительно, от 4,5 до 9,0.
Патентоспособную дисперсию получают путем диспергирования волокон в водной среде. Для этой цели может быть применено любое смесительное устройство, включая смесители с высоким усилием сдвига, а также смесители с низким усилием сдвига, например, смесители с применением IKA (RWD 20) с 4-лопастным пропеллером, установленным на 900 об./мин.
Патентоспособный способ может дополнительно включать этап эмульгирования, на котором водную дисперсию применяют для получения эмульсии, предпочтительно, эмульсии масло-в-воде. Специалист в данной области техники знает, как получить эмульсию, например, эмульсию типа масло-в-воде или типа вода-в-масле, например, путем смешения патентоспособной дисперсии с несмешивающейся жидкостью, например, маслом, в требуемых количества и диспергирования одной в другой, например, путем применения разрезания. Эмульсия вода-в-масле является, предпочтительно, пищевой эмульсией. Пищевая эмульсия масло-в-воде, предпочтительно, содержит от 5 до 80% масс. масла. Масло обычно представляет собой пищевое масло. Как понимается специалистом в данной области техники, подобные пищевые масла, как правило, содержат триглицериды, обычно, смеси подобных триглицеридов. Типичные примеры пищевых масел включают растительные масла, в том числе пальмовое масло, рапсовое масло, льняное масло, подсолнечное масло и масла животного происхождения.
Патентоспособный способ может также быть применен для получения эмульсии в форме заправки или схожей приправы. Предпочтительно, пищевая заправка содержит от 15 до 72% масс. масла. Особенно предпочтительным является то, что композиция в форме эмульсии масло-в-воде представляет собой майонез.
Патентоспособный способ может также быть применен для получения эмульгированных продуктов, содержащих белки. Таким образом, патентоспособный способ, предпочтительно, включает этап эмульгирования, на котором водную дисперсию применяют для получения эмульсии, предпочтительно, эмульсии масло-в-воде, содержащей белок, причем количество белка составляет, предпочтительно, от 0,1 до 10% масс., более предпочтительно, от 0,2 до 7% масс. и, еще более предпочтительно, от 0,25 до 4% масс. по массе эмульсии. Белок может, преимущественно, включать белок молока, который является желательным компонентом во многих композициях продуктов питания. Таким образом, белок предпочтительно содержит по меньшей мере 50% масс. белка молока, более предпочтительно, по меньшей мере 70% масс., еще более предпочтительно, по меньшей мере 90% масс. и, даже еще больше предпочтительно, состоит, преимущественно, из белка молока. Предпочтительно, эмульсия имеет форму эмульсии масло-в-воде и представляет собой готовый к употреблению напиток на основе чая. Термин «готовый к употреблению чайный напиток» соответствует пакетированному напитку на основе чая, т.е. по существу водной пригодной для питья композиции, подходящей для употребления человеком. Предпочтительно, напиток содержит по меньшей мере 85% вода по массе напитка, более предпочтительно, по меньшей мере 90%. Готовые к употреблению (ГКУ) молочные чайные напитки обычно содержат сухие вещества молока, такие как, например, молочный белок и молочный жир, что дает напиткам определенные органолептические свойства, как, например, «создаваемое во рту сливочное ощущение». Подобный ГКУ молочный чайный напиток предпочтительно содержит по меньшей мере 0,01% масс. сухих веществ чая от общей массе напитка. Более предпочтительно, напиток содержит от 0,04 до 3% масс. сухих веществ чая, еще более предпочтительно, от 0,06 до 2%, еще больше предпочтительно, от 0,08 до 1% масс. и, даже еще более предпочтительно, от 0,1 до 0,5% масс. Сухие вещества чая могут быть сухими веществами черного чая, сухими веществами зеленого чая или их комбинацией. Термин «сухие вещества чая» соответствует сухому материалу, экстрагируемого из листьев и/или стебля растения Camellia sinensis, в том числе, например, видов Camellia sinensis var. sinensis и/или Camellia sinensis var. assamica. Примеры сухих веществ чая включают полифенолы, кофеин и аминокислоты. Предпочтительно, сухие вещества чая выбирают из черного чая, зеленого чая и их комбинаций и, более предпочтительно, сухие вещества чая представляют собой сухие вещества черного чая.
Патентоспособный способ может также быть применен для приготовления пищевых композиций, содержащих патентоспособную дисперсию, которая опционально содержит ингредиент на основе масла. Указанная пищевая композиция предпочтительно содержит вкусовую основу, от 0% масс. до 5% масс. масла, более предпочтительно, от 0% масс. до 2% масс., еще более предпочтительно, от 0% масс. до 1% масс. и, еще более предпочтительно, от 0% масс. до 0,5% масс. масла относительно массы композиции и водной фазы, содержащей патентоспособную дисперсию. В данном документе, «вкусовая основа» означает основу пищевой композиции, которая отвечает за идентификацию продукта. Вкусовая основа предпочтительно представляет собой продукт на основе фруктов или на основе овощей или их смеси. Пищевая композиция составляет, предпочтительно, продукт на основе томата. Следовательно, более предпочтительно, вкусовая основа представляет собой томатную пасту, томатное пюре, томатный сок, томатный концентрат или их комбинацию и, еще более предпочтительно, представляет собой томатную пасту.
Изобретение также относится к продукту, содержащему патентоспособную дисперсию и смесь поверхностно-активных веществ. Предпочтительно, смесь поверхностно-активных веществ находится в количестве от 0,1 до 50% масс., более предпочтительно, от 5 до 30% масс., и еще более предпочтительно, от 10 до 25% масс. относительно массы продукта. В общем, поверхностно-активные вещества могут быть выбраны из поверхностно-активных веществ, описанных в известных учебниках, таких как «Surface Active Agents» Vol. 1, by Schwartz & Perry, Interscience 1949, Vol. 2 by Schwartz, Perry & Berch, Interscience 1958 и/или текущем издании «McCutcheon's Emulsifiers and Detergents», опубликованном в Manufacturing Confectioners Company или в «Tenside-Taschenbuch», H. Stache, 2nd Edn., Carl Hauser Verlag, 1981; «Handbook of Industrial Surfactants» (4th Edn.) by Michael Ash and Irene Ash; Synapse Information Resources, 2008. Тип выбранного поверхностно-активного вещества может зависеть от типа применения, для которого предназначен продукт. Смесь поверхностно-активных веществ может содержать один тип поверхностно-активного вещества или смесь двух или более поверхностно-активных веществ. Синтетические поверхностно-активные вещества предпочтительно образуют основную часть смеси поверхностно-активных веществ. Таким образом, смесь поверхностно-активных веществ предпочтительно содержит одно или более поверхностно-активных веществ, выбранных из одного или более анионных поверхностно-активных веществ, катионных поверхностно-активных веществ, неанионных поверхностно-активных веществ, амфортерных поверхностно-активных веществ и цвиттерионных поверхностно-активных веществ. Более предпочтительно, одно или более моющих поверхностно-активных веществ являются анионными, неионными или комбинацией анионных и неионных поверхностно-активных веществ. Все смеси синтетических анионных и неионных поверхностно-активных веществ или полностью анионной смешанной смеси поверхностно-активных веществ или примеси анионных поверхностно-активных веществ, неионных поверхностно-активных веществ и амфортерных или цвиттерионных поверхностно-активных веществ могут быть применены в соответствии с выбором разработчика рецептур для требуемого режима очистки и требуемой дозы чистящей композиции. Предпочтительно, смесь поверхностно-активных веществ содержит одно или более анионных поверхностно-активных веществ. Более предпочтительно, смесь поверхностно-активных веществ содержит одно или более анионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из сульфатов лаурилового эфира и линейных алкилбензолсульфонатов.
В случае определенных применений, продукт, содержащий смесь поверхностно-активных веществ, предпочтительно, также содержит от 1 до 8% масс. неорганической соли, предпочтительно выбранной из сульфатов и карбонатов, более предпочтительно, выбранной из MgSO4 и Na2SO4 и, еще более предпочтительно, MgSO4. Предпочтительно, продукт, содержащий смесь поверхностно-активных веществ, представляет собой чистящую композицию, более предпочтительно, композицию для мытья посуды руками. Продукт может дополнительно содержать суспендированные частицы и/или пузырьки воздуха.
Изобретение дополнительно относится к косметическому продукту, содержащему патентоспособную дисперсию. Под косметическим продуктом в данном документе, например, понимают продукт, применяемый для усиления органолептических свойств или запаха тела человека или животного. В дополнение к патентоспособной дисперсии, косметический продукт может включать любой дополнительный косметический ингредиент, например, любой ингредиент, обычно применяемый в состав указанных косметических продуктов. Пример косметических продуктов включает кремы для ухода за кожей, лосьоны, духи, помады, лак для ногтей на руках и ногам, косметические средства для лица, краски для волос и лаки для волос, увлажняющие средства, гели, дезодоранты, дезинфицирующие средства для рук, детские товары, масла для ванн, жемчужные ванны, масла и тому подобное. Косметические продукты данного изобретения могут быть в любой форме или конфигурации, например, жидкие или кремообразные эмульсии.
Изобретение дополнительно относится к фармацевтическому продукту, содержащему патентоспособную дисперсию и лекарственное средство или средство для высвобождения лекарственного средства. Под лекарственным средством в данном документе понимают вещество, предназначенное для применения в диагностике, вылечивании, смягчении, лечении или профилактике болезни. Лекарственное средство может быть получено из природного источника, например, животного, микробного или растительного источника; химического источника, т.е. получаемые из химического синтеза; или их комбинации.
Способы измерения
• Приготовление водных диспергирующих средств: Стандартизированную водопроводную воду получали путем растворения 1,00 г NaCl и 0,15 г CaCl2.2H2O, доводили до 1 л с помощью очищенной при помощи обратного осмоса воды типа 1 (удельное сопротивление 18,2 МОм/см). Проводимость составляла 2,21(±0,07) мСм/см при 25°C.
• Содержание влаги (СВл) и сухое вещество (СВ): Содержание влаги в волокнах с влажностью менее 20% определяли с помощью инфракрасного баланса влажности при 105°C с автоматической синхронизацией, обычно путем помещения от 3 до 5 граммов волокна в алюминиевый поддон таким образом, чтобы покрыть все его дно. Содержание влаги волокна выражали в массовых процентах (% масс.). Для волокон с более высоким содержанием влаги или совместно с пищевыми ингредиентами, инфракрасный метод может быть оптимизированным методом сушки в печи, как это рекомендовано в «Develop a drying method. Reference paper. Method collection. Mettler-Toledo AG December 2014». СВ рассчитывали по формуле:
СВ (%) = 100% - СВл (%)
• c* и вязкость: определяли в соответствии со способом, адаптированным из Debon, S, Wallecan, J & Mazoyer J (2012); A rapid rheological method for the assessment of the high pressure homogenization of citrus pulp fibers; Applied Rheology 22 (6) 63919-63930. Процедуру диспергизации адаптировали к 300 г конечной дисперсии.
○ Количество «X» волокна (регулировали на содержание влаги СВл (% масс.)) навешивали в 400 мл стеклянный стакан (до ближайшего 0,01 г) и регидратировали. Водное диспергирующее средство добавляли для достижения желаемой концентрации C (% масс.). Количество «X» волокна рассчитывали по формуле:
X=3C/[(100-СВл)/100]
Например, для достижения концентрации 2% масс., количество «X» составляет X=6/[(100-СВл)/100], где СВл представляет собой содержание влаги определяли таким образом, как указано выше.
○ Волокно регидратировали путем размещения его в 400 мл стеклянном стакане, смешивания его с 50 г этиленгликоля, смешивая его с помощью ложки (в течение 60 секунд), и добавления количества «W» водного диспергирующего средства (W=250-X), которое выливали за один раз, чтобы обеспечить дисперсию без комков.
○ Регидратированное волокно перемешивали с помощью смесителя с низким усилием сдвига (4-лопастный пропеллер, установленный на цифровую мешалку IKA RWD20 с частотой вращения 900 об./мин. в течение 10 минут).
Регидратированное волокно затем анализировали реологическим способом, применяя колебательный тест с контролируемым напряжением сдвига (КНС), который осуществляли на по меньшей мере 10 различных концентрациях волокна, для охвата модуля хранения линейного вязкоупругого диапазона (ЛВД) динамического модуля упругости G’ (просто упоминаемого в указанном документе как G’) от 10 Па и 2000 Па, смотри фигуру 1.
○ На фигуре 1, величины G’ (приведенные в Па) при различных концентрациях волокна (приведенных в % масс.) оснащали функцией степенного закона (100), G’ = a*C^b, где a и b являются константами и C представляет собой концентрацию волокна; корреляция подгонки должна быть r2>0,97, предпочтительно, r2>0,98 – смотри пунктирную линию (G'=10,245 x C3,7468 с r2=0,9962).
○ Функцию степенного закона затем подгоняли с помощью 2 линейных функций, одной (101), применяя величины G’ в диапазоне 10 Па < G’ < 100 Па, и одной (102), применяя величины G’ в пределах диапазона 700 Па < G’ < 2000 Па. Отсекаемый отрезок (103) 2 линейных функций обеспечивает концентрацию при плотнейшей упаковке c* (на фигуре 1 c*=2,77 масс./масс.%) и динамическом модуле упругости при c*, G’c=c*.
○ Вязкость дисперсии определяли как наклон линейной функции (102) выше c*, который составляет (G’-G’c=c*)/(c-c*), в единицах Пa/(% масс.). Фигура 1 служит примером экстракции c* и G’c=c* из экспериментального G’ дисперсий от 1,25% масс. до 4,00% масс. путем увеличения концентрации на 0,25% масс. (общее число измерений различных концентраций n = 12). Вязкость, определяемая на фигуре 1, составляла 1306 Пa/(% масс.)
○ Предпочтительно, общее число измерений для G’ в пределах требуемого диапазона от 10 Па до 2000 Па составляет по меньшей мере 10, равномерно распределенное по всему диапазону G’.
• Определение галактуроновой кислоты:
○ Приготовление образца: Волокно очищали и осаждали в соответствии со способом McFeeters, R.F., Armstrong, S.A. (1984); Measurement of pectin methylation in plant cell walls; Analytical Biochemistry, 139, 212-217. Приблизительно 10 г волокна гомогенизировали в 64 мл 95% (об./об.) этанола с применением смесителя (смеситель B-400 от Buchi, Flawil, Швейцария). Суспензию отфильтровывали (Machery-Nagel MN 615 ∅ 90 мм) и регомогенизировали остаток в 32 мл 95% (об./об.) этанола. После другого этапа фильтрования, остаток гомогенизировали в 32 мл ацетона. Конечное фильтрование осуществляли перед высушиванием в течение ночи при 40°C. Сухое волокно измельчали с применением ступки и пестика и хранили в эксикаторе до дальнейшего применения.
○ Количественное определение общего содержания галактуроновой кислоты (в том числе МЭГК): Содержание галактуроновой кислоты измеряли методом спектрофотометрии после кислотного гидролиза. Гидролиз осуществляли с помощью концентрированной серной кислоты согласно процедуре Ahmed, A., Labavitch, J.M. (1977); A simplified method for accurate determination of cell wall uronide content; Journal of Food Biochemistry, 1, 361-365.
8 мл концентрированной H2SO4 (98%) добавляли к 20 мг волокна, после чего по каплям добавляли 2 мл дистиллированной воды. Раствор перемешивали в течение 5 мин. и добавляли по каплям другие 2 мл дистиллированной воды. Образец перемешивали до тех пор, пока он не был полностью растворен (4 часов) и разбавляли до 50 мл. Затем, количественно измеряли концентрацию галактуроновой кислоты с применением спектрофотометрического способа, описанного в Blumenkrantz, N., Asboe-Hansen, G. (1973); New method for quantitative determination of uronic acids; Analytical Biochemistry, 54, 484-489.
0,6 мл гидролизата нагревали (5 мин. при 100°C) в борате натрия (1:6; 0,0125 M тетрабората натрия в 98% H2SO4). Впоследствии, раствор охлаждали до комнатной температуры и перемешивали с метагидроксидифенилом (60 мкл 0,15% метагидроксидифенила в 0,5% NaOH) после чего измеряли поглощение при 520 нм и 25°C. Этап гидролиза осуществляли для двух образцов, в то время как для каждого гидролизата выполняли по три колориметрических анализа.
○ Количественное определение степени метилэстерификации галактуроновой кислоты: для количественного определения количества сложных метиловых эфиров, сложноэфирные связи омыляли с помощью NaOH в соответствии с методикой Ng и Waldron (1997), Ng, A., & Waldron, K.W. (1997). Effect of cooking and pre-cooking on cell-wall chemistry in relation to firmness of carrot tissues. Journal of the Science of Food и Agriculture, 73, 503-512. Образцы (20 мг волокна в 8 мл дистиллированной воды) омыляли с помощью 2 M NaOH (3,2 мл) в течение 1 ч. при 20°C. Омыленные образцы затем нейтрализовали с помощью 2 M HCl (3,2 мл) и разбавляли до 50 мл с помощью 0,0975 M фосфатного буфера pH 7,5. Количество высвобожденного метанола измеряли с применением спектрофотометрического способа по Klavons, J.A., Bennett, R.D. (1986); Determination of methanol using alcohol oxidase and its application to methyl-ester content of pectins; Journal of Agricultural and Food Chemistry, 34, 597-599. Степень метилэстерификации (СЭ) определяли как соотношение молярного количества сложных метиловых эфиров к молярному количеству общей галактуроновой кислоты.
• Количественное определение растворимого волокна и нерастворимого волокна: Образец 40 г сухого волокна (полученного в соответствии со способом приготовления образца, представленным выше), имеющий менее 20% масс. влажности, диспергировали в 2000 мл горячей (95°C) деминерализованной воды в течение 10 минут при перемешивании с помощью 4-х лопастной мешалки и затем охлаждали водой + льдом в течение 10 минут. Нерастворимый материал выделяли центрифугированием при 3000G в течение 10 минут и дополнительно концентрировали супернатант с помощью роторного испарителя перед высушиванием.
Взвешивание чашек (предварительно высушенный при 105°C в течение 1 часа и хранили в дессикаторе) применяли и в случае растворимой фракции, и в случае нерастворимой фракции. Растворимые и нерастворимые фракции количественно переносили в раздельные высушенные чашки для взвешивания и хранили при 80°С в течение 24 часов перед высушиванием при 105°С в течение 1 часа, затем хранили в эксикаторах при комнатной температуре до взвешивания с помощью аналитических весов.
Обе фракции анализировали на содержание белка (по содержанию азота по Кьельдалю) и на содержание зольных веществ (муфельная печь при 550°C). Содержание растворимого волокна составляет сухую массу растворимой фракции, вычтенную из содержания белка и золы в растворимой фракции. Содержание нерастворимого волокна составляет сухую массу нерастворимой фракции, вычтенную из содержания белка и золы в нерастворимой фракции.
• Регулирование ионной силы (I) и pH: поддерживающей диспергирующей жидкостью была стандартизированная водопроводная вода (1,00 г/л NaCl и 0,155 г/л CaCl2.2H20) ионной силы 0,02M, полученная с помощью обратного осмоса (ОО) воды с низкой проводимостью (milli-Q Ultrapure Millipore 18.2MΩ.cm). рН регулировали с помощью 1M NaOH и регулировали ионную силу, добавляя необходимую массу соли, NaCl или CaCl2.2H2O. Ионная сила I Раствора (в молярной концентрации M) определяли в соответствии с формулой:
I=0,5([A]ZA2 + [B]ZB2 + [C]ZC2 + …)
где [A], [B], [C] представляют собой молярные концентрации ионов A, B и C и ZA, ZB, ZC представляют собой их соответствующие заряды. Смотри Skoog, West & Holler (1996). Fundamentals of Analytical Chemistry, 7th edition (Harcourt Brace & Company, Орландо). Практически, I = c (в M) в случае электролитов [1:1] (NaCl, NaOH), I=3c в случае электролитов [2:1] (CaCl2).
Изобретение будет дополнительно описано с помощью следующих примеров и сравнительных экспериментов, но не ограничивается ими.
Примеры 1 и 2
Волокна цитрусовых изготавливали в соответствии с Примерами WO2012/016190 с применением пульпы апельсина и отработанной кожицы лимона в качестве сырья.
Характеристики волокон пульпы апельсина и волокон отработанной кожицы лимона показаны в таблице 1 ниже.
Таблица 1
| Характеристики | Волокна пульпы апельсина Пример 1 |
Волокна отработанной кожицы лимона Пример 2 |
| Галактуроновая кислота (% сухой массы) | 30,7 | 8,9 |
| Степень метилэстерификации | 66 | 49 |
| Нерастворимое волокно (% сухой массы) | 81,7 | 84,8 |
| Растворимое волокно (% сухой массы) | 7,0 | 4,0 |
| Зола (% сухой массы) | 2,5 | 3,7 |
| Белок (% сухой массы) | 8,8 | 7,5 |
c* и вязкость волокон пульпы апельсина и волокон отработанной кожицы лимона в стандартизированной водопроводной воде показаны в таблице 2 ниже. Волокна диспергировали в стандартизированной воде с помощью смесителя с высоким усилием сдвига (4-лопастный пропеллер, установленный на цифровую мешалку IKA RWD20 с частотой вращения 900 об./мин.),
Таблица 2
| Характеристики | Волокна пульпы апельсина | Волокна отработанной кожицы лимона |
| c* (% масс.) | 3,45 | 3,64 |
| Вязкость (Пa/% масс.) | 1651 | 2502 |
Пример 3
Исследовали эффекты pH и ионной силы сред диспергирования на c* и вязкость волокна отработанной кожицы лимона Примера 2. Водную дисперсию с волокном отработанной кожицы лимона делали путем диспергирования указанных волокон в стандартизированной воде с помощью смесителя с низким усилием сдвига (4-лопастный пропеллер, установленный на цифровую мешалку IKA RWD20 с частотой вращения 900 об./мин.).
Фигура 2 показывает результаты зависимости вязкости от c* как функцию и pH (pH устанавливали на 4,6; 6,0; и 9,0), и ионной силы (I устанавливали на 0,02-0,04-0,20). Полученная c* составляла от 2,72 до 3,64% масс., тогда как полученная вязкость составляла от 1109 до 2502 Пa/(% масс.). Авторы изобретения обнаружили, что будучи способным модулировать вязкость, разработчик продуктов питания может быть способным контролировать структурообразующие свойства дисперсии и регулировать ее функциональные свойства, такие как стабильность дисперсии, перекачиваемость и подобные. Он также может быть способен снизить чувствительность строения дисперсий к изменениям внутренних факторов, таких как сезонность, сорт, растительный источник, изменчивость обработки и подобные, тем самым обеспечивая путь к снижению качественных изменений в конечном продукте.
В данном изобретении, и c*, и вязкость дисперсии могут быть отрегулированы независимо друг от друга. Это может обеспечивает улучшенную гибкость во время составления рецептуры, содержащей дисперсию, как с точки зрения стоимости, так и с точки зрения обработки.
Фигура 2: данные фигуры 1 представляют собой I=0,20 pH 9.
Сравнительные эксперименты 1 и 2
Полученное из коммерчески доступной пульпы апельсина волокно, имеющее c* 5,02% масс. и другие такие характеристики, как представлено в таблице 3, диспергировали в стандартизированной воде с помощью смесителя с низким усилием сдвига (4-лопастный пропеллер, установленный на цифровую мешалку IKA RWD20 с частотой вращения 900 об./мин.) для получения дисперсии, имеющей вязкость 1724. Авторы изобретения обнаружили, что для того, чтобы достичь желаемое строение, необходимо применять увеличенные количества волокон, что приводит к таким нежелательным эффектам, как появление комков, ощущение зернистости или песка, создаваемое во рту, и сниженной вкусовой привлекательности.
Тоже самое волокно подвергали гомогенизации при высоком давлении и высушивали для получения волокно, имеющего c* 3,90% масс. Волокно после этого диспергировали в стандартизированной воде, следуя вышеописанной процедуре, чтобы получить дисперсию, имеющую вязкость 1305. Такие же нежелательные эффекты получали также и в случае гомогенизированного волокно.
Таблица 3
| Характеристики | Коммерческое волокно |
| Галактуроновая кислота (% сухой массы) | около 30 |
| Степень метилэстерификации | около 70 |
| Нерастворимое волокно (% сухой массы) | 37,7 |
| Растворимое волокно (% сухой массы) | 36,0 |
| Зола (% сухой массы) | 2,9 |
| Белок (% сухой массы) | 8,8 |
Сравнительные эксперименты 3 и 4
Другое коммерчески доступное волокно (Herbacel AQ Plus Citrus from Herbstreith & Fox, DE), получаемое из отработанной кожицы лимона и имеющее c* 4,22%, диспергировали в стандартизированной воде с помощью смесителя с низким усилием сдвига (4-лопастный пропеллер, установленный на цифровую мешалку IKA RWD20 с частотой вращения 900 об./мин.). Полученная дисперсия имела вязкость 2499.
Тоже самое волокно подвергали гомогенизации при высоком давлении и высушивали для получения волокно, имеющего c* 4,09% масс. Волокно после этого диспергировали в стандартизированной воде, следуя вышеописанной процедуре, чтобы получить дисперсию, имеющую вязкость 2296.
Такие же нежелательные эффекты получали также и для этих волокон.
1. Водная дисперсия, содержащая волокна цитрусовых, в которой указанные волокна характеризуются концентрацией при плотнейшей упаковке (c*) не более 3,80 % мас., причем указанная водная дисперсия имеет ионную силу по меньшей мере 0,01 M.
2. Водная дисперсия по п. 1, имеющая вязкость не более 3000 Па/% мас.
3. Водная дисперсия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что волокна цитрусовых присутствуют в количестве (ω) по меньшей мере c* % мас.
4. Водная дисперсия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что волокна цитрусовых присутствуют в количестве (ω), причем соотношение ω/c* составляет по меньшей мере 1,05.
5. Водная дисперсия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанные волокна цитрусовых содержат галактуроновую кислоту в количестве не более 20 % мас. по отношению к общей массе безводных волокон цитрусовых.
6. Водная дисперсия по п. 5, отличающаяся тем, что галактуроновая кислота содержит метилэстерифицированную галактуроновую кислоту (МЭГК).
7. Водная дисперсия по любому из пп. 5 или 6, отличающаяся тем, что МЭГК представлена в количестве по меньшей мере 30 % мас., более предпочтительно по меньшей мере 45 % мас., наиболее предпочтительно по меньшей мере 60 % мас., по отношению к общей массе галактуроновой кислоты.
8. Водная дисперсия по любому из пп. 5–7, отличающаяся тем, что галактуроновая кислота имеет степень метилэстерификации (СЭ) по меньшей мере 30.
9. Водная дисперсия по любому из пп. 5-8, отличающаяся тем, что указанные волокна цитрусовых содержат растворимые волокна (РВ) и нерастворимые волокна (НВ), причем массовое отношение НВ:РВ составляет от 99,0 : 1,0 до 70,0 : 30,0.
10. Продукт, содержащий питательное вещество и водную дисперсию по любому из предыдущих пп. 1-9, причем продукт представляет собой продукт питания или корм.
11. Способ получения водной дисперсии по любому из пп. 1–9, включающий этапы:
a) обеспечения волокон цитрусовых, имеющих c* не более 3,8 % мас.;
b) обеспечения водной среды, имеющей ионную силу по меньшей мере 0,01 М; и
c) диспергирования указанных волокон в указанной водной среде.
