Способ получения стекловидного расплава, стекловидный расплав и содержащие его таблетка и твердая карамель

 

Способ получения стекловидного расплава предусматривает экструдирование смеси подслащивающих веществ в зоне плавления при 130-120^oС, в зоне вакуумирования при пониженном давлении и температуре 120-160^oС и в зоне охлаждения при 60-130^oС. Из стекловидного расплава изготавливают таблетки и твердую карамель. При этом уменьшается время охлаждения стекловидного расплава, введение ароматизирующих и активных веществ происходит при более низких температурах, а изготовленные из него продукты легко поддаются дальнейшей обработке. 4 с. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу получения стеклообразного расплава из смеси подслащивающих веществ.

Известно получение сахаристых масс кондитерского назначения посредством экструзии. В патенте DE 2461543 С2 описывается подобный способ, в котором на двухшнековый экструдер подают сироп глюкозы и кристаллический сахар и эту смесь при повышенных температуре и давлении перемешивают, декомпремируют и уплотняют. Полученная некристаллическая расплавленная сахарная масса может быть использована затем для получения, например, карамели твердой консистенции.

Из патента США 5472733 известен способ изготовления стекловидного-расплава, при котором подслащивающее вещество подают на двухшнековый экструдер, расплавляют и направляют переменными дефлекторами. Благодаря установлению при помощи вентиля давления регулируемого соотношения давления и термостатирования может быть получен стекловидный расплав.

Описанные способы имеют недостаток, а именно на выходе из экструдера полученная стекловидная масса характеризуется относительно высокими температурами и поэтому требует охлаждения на соответственно длинных ленточных транспортерах. Это требует высоких расходов на оборудование, большее помещение для транспортеров для охлаждения и более продолжительное время охлаждения. При этом введение ароматизирующих и активных веществ происходит при высоких температурах, что в большинстве случаев негативно влияет на стабильность вводимых ароматизирующих и активных веществ.

Таким образом, техническая задача изобретения состоит в разработке такого способа изготовления стекловидного расплава кондитерского назначения, предпочтительно не содержащего сахар, который устраняет указанные недостатки и, в частности, приводит к получению продукта, легко поддающегося дальнейшей обработке.

Поставленная согласно изобретению техническая задача решается способом получения из смеси подслащивающих веществ стекловидного, предпочтительно свободного от сахара, расплава, согласно которому смесь подслащивающих веществ подают в зону загрузки экструдера, в частности двухшнекового экструдера, последовательно экструдируют в зоне плавления при повышенной температуре, затем в зоне вакуумирования при пониженном давлении и повышенной температуре и, наконец, в зоне охлаждения при пониженной температуре и получают стекловидный расплав. Таким образом, способ согласно изобретению позволяет получить стекловидную массу, которая на выходе из экструдера отличается более низкой температурой по сравнению с температурой в зоне плавления и, следовательно, может быть охлаждена значительно быстрее на коротких транспортных лентах. Кроме того, в зоне охлаждения при более низких температурах можно ввести ароматизирующие и/или активные, в частности фармацевтически активные, вещества.

Разумеется, ароматизирующие и/или активные вещества могут быть введены в смесь подслащивающих веществ или в подслащивающее вещество еще перед их подачей в зону загрузки, если ароматизирующие или активные вещества устойчивы к температуре.

Может стать излишним использование так называемых копланарных мешалок, применяемых обычно для этих целей при традиционном экструдировании. Кроме того, способ согласно изобретению обладает преимуществом, а именно не требуется сравнительно больших затрат на оборудование, в частности это касается конструкции шнекового экструдера. Шнековый экструдер согласно изобретению не требует применения переменных дефлекторов или винтовых элементов, регулирующих поток экструдируемой массы, и поставляется на рынок фирмой Тогум.

В соответствии с настоящим изобретением под подслащивающим веществом понимается вещество со свойствами, вызывающими ощущение сладости, которое в зависимости от конкретного выполнения применяется в продуктах питания, деликатесах, фармацевтических средствах или подобных продуктах и может служить носителем или добавкой к фармацевтически активным веществам, ароматизирующим, вкусовым, душистым или красящим веществам. Особенно предпочтительно смесь подслащивающих веществ, используемая для способа согласно изобретению, содержит 100% ниженазванных подслащивающих веществ или смесь по меньшей мере двух таких подслащивающих веществ. Однако может быть предусмотрено также, что смесь подслащивающих веществ содержит только 1-99%, предпочтительно 50-95%, ниженазванных подслащивающих веществ и дополнительно ароматизирующие и активные вещества, минералы, соли, носители и наполнители, например полимеры.

Подслащивающим веществом может быть инулин, инвертный сахар, известная из заявки DE 25 20 173 A1 смесь (1:1) из 6-0--Д-глюкопиранозил-Д-сорбита (1,6-ГПС) и 1-0--Д-глюкопиранозил-Д-маннита (1,1-ГПМ), описанное в патенте ЕР 0 625 578 В1 сладкое вещество 1,6-ГПС, 1,1-ГПМ, 1-0--Д-глюкопиранозил-Д-сорбит (1,1-ГПС), маннит, сорбит, олигосахариды, полидекстроза, мальтодекстрин, гидратированный и негидратированный гидролизат крахмала, спирт, дающий при окислении моносахарид, моносахарид или дисахарид, а также полисахарид. Из моно- или дисахаридов принимают во внимание, в особенности ксилозу, рибулозу, глюкозу, маннозу, фруктозу, изомальтозу, изомальтулозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, мальтулозу, лактулозу, трегалулозу и другие подобные продукты. В качестве спиртов, образующих при окислении моносахарид, принимают во внимание сорбит, лактит, маннит, галактит, мальтит, 1,6-ГПС, 1,1-ГПС, 1,1-ГПМ и другие подобные продукты.

Согласно настоящему изобретению под зоной загрузки экструдера понимают область экструдера, в которую поступает экструдируемая смесь сладких веществ. Под зоной плавления понимают область экструдера, где при повышенной температуре происходит плавление и рекристаллизация используемой смеси сладких веществ. Под зоной вакуумирования понимают область экструдера, где происходит экструдирование при пониженном давлении. Под зоной охлаждения понимают область экструдера, в которой постепенно охлаждается нагретая в процессе плавления экструдируемая масса (расплав).

Способ согласно изобретению приводит к получению охлажденного стекловидного расплава, который находится в пригодной для штамповки форме.

В одной из наиболее предпочтительных форм выполнения изобретения температура в зоне плавления экструдера находится в пределах от 130^o до 210^oС, предпочтительно от 170^o до 210^oС. В особенно предпочтительном случае целесообразно зону плавления разделить на несколько сегментов, имеющих различную температуру. Согласно изобретению предпочтительно предусмотреть в зоне плавления четыре сегмента, причем в первом сегменте температура составляет 177^oС, во втором сегменте 205^oС, в третьем 188^oС и в четвертом сегменте температура составляет 191^oС.

В следующей наиболее предпочтительной форме выполнения изобретения предусмотрена температура в зоне вакуумирования в пределах от 120^o до 160^oС, предпочтительно 133^oС.

Предпочтительно согласно изобретению предусматривается в зоне вакуумирования давление от 0,70 до 0,98 бар, особенно предпочтительно давление 0,78 бар.

Согласно еще одной форме реализации предлагаемого изобретения предусмотрено в зоне охлаждения поддерживать температуру в интервале от 60^o до 130^oС, предпочтительно от 80^o до 120^oС. Изобретение, в частности, предусматривает разделение зоны охлаждения на несколько сегментов с различной температурой в каждом из них. Согласно изобретению предпочтительны три сегмента, при этом в первом устанавливается температура 120^oС, во втором сегменте также температура 120^oС и в третьем сегменте 80^oС.

Температурные данные относятся к температуре в кожухе экструдера, а не в расплаве. Температура в расплаве примерно на 20-30^oС ниже температуры кожуха.

Изобретение предусматривает предпочтительное выполнение экструдера в виде двухшнекового экструдера.

Разумеется, возможно реализовать изобретение при помощи любого экструдера, при условии, что будут соблюдены параметры согласно изобретению.

В особенно предпочтительной форме реализации изобретения предусмотрена герметизация конца экструдера и отвод экструдируемой массы вниз. Согласно этой форме выполнения расплав получается особенно прозрачный и малопузыристый. Разумеется, можно также не герметизировать экструдер на конце, а предусмотреть выходное сопло. В таком случае экструдируемая масса выходит из экструдера не вниз, а непосредственно в продолжение продольной оси шнека.

Изобретение относится также к стеклообразному расплаву, полученному по способу согласно изобретению, пригодному для штамповки жгута, например, для изготовления карамели твердой консистенции или таблеток, и к продуктам, содержащим расплав. Предпочтительно при дальнейшей обработке перед штамповкой расплава нет необходимости дополнительно охлаждать расплав на ленточных транспортерах.

Изобретение относится также к использованию стекловидного расплава согласно изобретению для изготовления, в частности, путем выпрессовывания таблеток, содержащих предпочтительно фармакологически активные вещества, или карамели твердой консистенции.

Соответственно, изобретение относится также к предпочтительно свободной от сахара твердой карамели и таблеткам, содержащим расплав, полученный посредством способа согласно изобретению, и которые могут быть получены из этого расплава при помощи обычного способа.

Другие преимущественные формы выполнения изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Далее более подробно изобретение поясняется чертежами и примерами, в том числе: Фиг.1 представляет схематически конструкцию используемого согласно изобретению экструдера.

Фиг. 2 представляет другую форму выполнения аналогичного экструдера, в котором предусмотрено входное отверстие для введения биологически активных и ароматизирующих веществ.

На фиг.1 схематически представлена конструкция двухшнекового экструдера 100 (фирма "Тогум" тип ТО-ЕХ 70) с диаметром шнека - 70 мм и длиной примерно 4,0 метра. Экструдер выполнен на максимальную мощность 33 кВт и работает со скоростью 8 оборотов в минуту.

Экструдер 100 имеет с одного конца зону загрузки 110, выполненную в виде сегмента 1. Сегмент 1 снабжен направленным вверх отверстием 15 для подачи смеси подслащивающих веществ (стрелка). К зоне загрузки 110 примыкает зона плавления 120. Зона плавления 120 подразделяется на четыре сегмента 2, 3, 4, 5, причем в зоне 2 преобладает температура T₁ 177^oС, в зоне 3 - температура T₂ - 205^oС, в зоне 4 - температура Т₃ 188^oС и в зоне 5 - температура Т₄ 191^oС.

Зоны 2-5 изолированы и обогреваются электричеством (В).

К зоне плавления 120 примыкает зона вакуумирования 130, выполненная в виде сегмента 6, в котором поддерживается температура Т₅ 133^oС. Здесь также предусмотрен электрический обогрев В. Таким образом, в процессе вакуумирования подаваемый материал плавится. В зоне вакуумирования 6 поддерживается давление воздуха Р от 0,78 бap, служащее для дегазации расплава.

К зоне вакуумирования 130 примыкает зона охлаждения 140, выполненная в виде трех сегментов 1, 8, 9. В сегменте 7 установлена температура Т₆ 120^oС, в сегменте 8 - температура Т₇ 120^oС и в сегменте 9 - температура Т₈ 80^oC. В сегменте 9 предусмотрено направленное вниз выпускное отверстие 20, из которого выходит охлажденный стекловидный расплав (стрелка).

Замеры температуры производятся в кожухе экструдера. Температура экструдируемой массы примерно на 20-30^oС ниже температуры кожуха.

Для реализации настоящего изобретения пригодны, например, двухшнековые экструдеры фирмы "Тогум", имеющиеся в продаже под маркой ТО-ЕХ и устанавливаемые в соответствии с требованиями настоящего изобретения.

Способ получения согласно изобретению осуществляют следующим образом.

После того как при помощи электрообогрева В и проведенного, например, посредством так называемого "Single"-aппapaта жидкостного охлаждения К в отдельных сегментах экструдера 100 устанавливаются указанные температуры, через загрузочное отверстие 15 в сегмент 1 подается изомальт^R (почти эквимолярная смесь из 1,1-ГПМ и 1,6-ГПС). Смесь подслащивающих веществ, массовый поток которой составляет 50 кг расплава в час, перемещается при помощи двойного шнека, вращающегося со скоростью 8 оборотов в минуту, по зоне плавления 120, зоне вакуумирования 130 и зоне охлаждения 140, при этом смесь подслащивающих веществ плавится, дегазируется и охлаждается. Расплав не обрабатывается отдельными перемешивающими элементами или дефлекторами. После охлаждения до 100^oС или ниже расплав выводят из сегмента 9 снизу. Получают прозрачный без пузырей расплав при температуре 100^oС или ниже. Содержание воды в расплаве составляет менее 2% мас. и расплав может быть охлажден до температуры жгута, пригодного для штамповки, т.е. примерно 80%, или непосредственно отштампован.

Для изготовления твердой карамели пригодный для штамповки жгут пропускается вначале через конусные валки, а затем штампуется на обычной штамповочной машине с получением карамели твердой консистенции.

Для изготовления таблеток жгут пропускается, например, через валки, как описано, например, в патенте ЕР 0 240 906 В1, и при этом достигается желаемая форма таблеток.

На фиг. 2 представлена конструкция экструдера, по существу аналогичная конструкции экструдера по фиг. 1, но при этом в зоне охлаждения 140, в частности в сегменте 8, предусмотрено входное отверстие 30, через которое можно вводить фармакологически активные вещества, ароматизирующие, душистые, вкусовые вещества и красители. Благодаря более низкой температуре расплава в зоне 140 расширяется спектр вводимых в расплав веществ и повышается их стабильность.

Формула изобретения

1. Способ получения стекловидного расплава из по меньшей мере одной смеси подслащивающих веществ посредством экструдера, в частности двухшнекового экструдера, при этом смесь подслащивающих веществ подают в зону загрузки (110) экструдера (100), экструдируют в зоне плавления (120) при температуре от 130 до 210^oС, в зоне вакуумирования (130) при пониженном давлении и температуре от 120 до 160^oС и затем в зоне охлаждения (140) при температуре от 60 до 130^oС и получают стекловидный расплав.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зоне плавления (120) температура составляет предпочтительно от 170 до 210^oС.

3. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в зоне вакуумирования (130) температура составляет предпочтительно 133^oС.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в зоне вакуумирования (130) давление составляет от 0,70 до 0,98 бар, предпочтительно 0,78 бар.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в зоне охлаждения (140) температура составляет предпочтительно от 80 до 120^oС.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что зона плавления (120) разделена на несколько имеющих различную температуру сегментов (2, 3, 4, 5), предпочтительно на четыре сегмента (2, 3, 4, 5) с температурами 177, 205, 188 и 191^oС соответственно.

7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что зона охлаждения (140) разделена на несколько имеющих различную температуру сегментов (7, 8, 9), предпочтительно три сегмента (7, 8, 9) с температурами 120, 120 и 80^oС, соответственно.

8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что стекловидный расплав отводят снизу из последнего сегмента (9) экструдера (100).

9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что после выхода из экструдера (100) стекловидный расплав охлаждают далее, в частности, на ленточном транспортере для охлаждения.

10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что шнек экструдера вращается со скоростью 8 об/мин.

11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что в зоне охлаждения (140) в расплав вводят ароматизирующие вещества, минералы, соли, вкусовые, душистые вещества, красители или фармакологически активные вещества.

12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что содержащиеся в смеси подслащивающие вещества представляют собой моносахарид, дисахарид, полисахарид, спирт, дающий при окислении моносахарид, полидекстрозу, мальтодекстрин, инулин или смесь этих веществ.

13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что подслащивающие вещества, содержащиеся в смеси, представляют собой ксилозу, рибулозу, глюкозу, маннозу, галактозу, фруктозу, мальтозу, инвертный сахар, гидратированный и негидратированный гидролизат крахмала, сорбит, ксилит, лактит, маннит, галактит, мальтит, 1,1-ГПМ (1-0--Д-глюкопиранозил-Д-маннит), 1,1-ГПС (1-0--Д-глюкопиранозил-Д-сорбит), 1,6-ГПС (6-0--Д-глюкопиранозил-Д-сорбит), изомальтулозу, мальтулозу, сахарозу, трегалулозу, лактулозу или смесь этих веществ.

14. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что подслащивающее вещество представляет собой смесь, в особенности изомальт, который представляет собой почти эквимолярную смесь 1,6-ГПС (6-0--Д-глюкопиранозил-Д-сорбита) и 1,1-ГПМ (1-0--Д-глюкопиранозил-Д-маннита).

15. Способ по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что подслащивающие вещества, содержащиеся в смеси, представляют собой смесь 1,6-ГПС (6-0--Д-глюкопиранозил-Д-сорбита), 1,1-ГПМ (1-0--Д-глюкопиранозил-Д-маннита), 1,1-ГПС (1-0--Д-глюкопиранозил-Д-сорбита), маннита и сорбита.

16. Стекловидный расплав, полученный по способу по любому из пп. 1-15.

17. Стекловидный расплав по п. 16, отличающийся тем, что его используют для получения таблеток или твердой карамели.

18. Таблетка, содержащая стекловидный расплав, полученный по способу по любому из пп. 1-15.

19. Твердая карамель, содержащая стекловидный расплав, полученный по способу по любому из пп. 1-15.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2