KR20110133632A - 즉석 음료 제품 - Google Patents

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안느 프랑수아즈 비올레뜨 브리앙
마탈라이 발란 수다르산
울리히 케슬러
로랑 조세프 앙리 라슈
뱅상 다니엘 마우리스 뮤니에
엘렌 미셸 잔 샹브리에
제르미에 까르띠에
디트리히 코흐
귀도 주터
장-루이 뒤페
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Abstract

본 발명은 양호한 거품형성 및/또는 용해 특성을 갖는 즉석 음료 제품의 제조 방법에 관한 것이며, 이때 다공성 베이스 분말 층은 기체를 상기 층에 통과시키면서 소결된다.

Description

즉석 음료 제품{INSTANT BEVERAGE PRODUCT}
본 발명은 베이스 분말의 소결에 의한 즉석 음료 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 즉석 음료는 물로 용이하게 복원되어 음료를 형성하는 형태로 판매되는 차, 커피 등과 같은 제품을 기술하는데 사용된다. 이러한 음료는 전형적으로 고체 형태이고, 온수에서 손쉽게 용해된다.
즉석 가용성 커피란, 볶아서 분쇄한 커피를 추출한 후, 추출물을 전형적으로 동결-건조, 분무-건조 등과 같은 통상적인 수단에 의해 분말 생성물로 복원함으로써 제조되는 커피를 기재하는데 사용되는 어구이다.
음료를 제조하기 위해서는, 온수를 분말에 단순히 첨가하면 되므로, 전통적인 볶아서 분쇄한 커피로부터 음료를 제조할 때 수반되는 복잡하고 시간이 소요되는 공정을 피하게 된다.
그러나, 볶아서 분쇄한 커피로부터 제조되는 커피 음료와 달리, 즉석 가용성 커피로부터 제조되는 커피 음료에는 온수로 복원될 때 음료 윗면의 미세한 거품이 보통 보이지 않는다.
볶아서 분쇄한 커피로부터 제조되는 음료에서 거품이 형성된 윗면은 전형적으로 가압된 물 및/또는 증기로 양조하는 기계와 관련된 것이며, 적어도 부분적으로는 상기 기계에 의해 야기된다.
이러한 거품은, 마실 때 제품이 입에 닿는 느낌에 긍정적으로 영향을 주는 것으로 알려져 있고, 거품은 많은 소비자들이 매우 원하는 것이다. 게다가, 거품은 음료 내의 휘발성 향기가 더 많이 유지되도록 작용하여, 향기가 주위 환경으로 손실되기보다는 소비자에게 인식될 수 있다.
US-A-6,713,113 에는 탄수화물, 단백질 및 봉입된 가압 기체를 함유하는 모재 (matrix) 를 갖는 분말화된 가용성 거품형성 성분이 개시되어 있다. 건조 분말을 액체에 첨가할 때 기체가 방출된다.
Wi㎜ers 등에 의한 두 문헌 US-A-4,830,869 및 US-A-4,903,585 에는, 카푸치노 커피의 외관과 유사한, 표면에 두꺼운 층의 거품이 형성된 커피를 포함한 커피 음료의 제조방법이 개시되어 있다. 일정량의 분무-건조 즉석 커피 및 소량의 냉수가 격렬한 교반 하에 조합되어 거품이 형성된 커피 농축액을 형성한다. 이어서, 온수를 첨가하여 커피 음료를 제조한다.
Forquer 에 의한 US-A-4,618,500 에는 음료 표면에 거품을 갖는 양조된 에스프레소 유형의 커피 음료의 제조방법이 개시되어 있다. 증기를 양조된 커피 음료에 주입하여 거품을 제조한다.
Rhodes 에 의한 US-A-3,749,378 에는 커피 추출물에 거품을 형성시키는 장치가 개시되어 있다. 기체를 커피 추출물에 도입시킨 후, 거품이 형성된 커피를 분무-건조시켜, 낮은 벌크 밀도를 갖는 가용성 커피 제품을 제조한다.
유사한 방법이 Kraft Foods 에 의한 EP 0 839 457 B1 에 기재되어 있는데, 상기 특허에 의하면 가용성 커피 분말은 기체 주입에 의해 거품이 형성된다. 이후 기체 기포 크기를 감소시켜서 최종 생성물이 10 ㎛ 미만의 기체 기포를 갖게 할 것이다.
많은 즉석 거품 음료는, 초기 생성되는 거품이 마시는 동안 유지되지 않거나, 거품 구조가 소비자들이 궁극적으로 원하는 미세하고 매끄러운 (벨벳 같은) 거품보다 오히려 거친 거품과 같은 한 여전히 불충분하다. 대안적으로 또는 추가적으로, 불충분한 거품이 단순히 형성될 수 있다.
또한, 특정 조건 하의 전구체 응집체가 물로 복원시 우수한 거품을 제공하는 즉석 음료 제품의 제조를 가능하게 한다는 것이 이제 밝혀졌다.
소결에 의한 식료품의 응집체가 공지되어 있다. 예를 들어, Niro 에 의한 US-A-6,497,911 에는, 건조에 의해 추출물로부터 수득된 비-재습윤화 미립자 물질을 사용하여 수용성 커피 또는 차 제품을 제조하는 방법이 언급되어 있다. 공정 동안, 내부 기공의 구조적 붕괴가 발생하는 제품이 야기되는 제품의 외부 압밀이 요구된다.
Conopco 에 의한 US-A-5,089,279 는 소결 동안 습기가 손실되지 않도록 밀폐된 용기에서 수행하는 소결 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 예를 들어, 소결 덩어리를 야기하기 때문에 과자 제조에 적합하다.
Nestle 에 의한 US-A-4,394,395 에는 분말을 주형에 충전하고, 약하게 압축하고 나서 가열하여 분말을 소결하는 식료품의 제조방법이 기재되어 있다. 이는 성형된 식료품을 생성한다.
그러나, 이는 물로 복원되면서 거품을 형성하는데 요구되는 원하는 기공률 특징을 갖는 제품을 제공하지 못한다.
따라서, 소결 공정을 이용한 응집체가, 기체가 보유되어 있는 생성물에서 미세구조 (기공) 의 부분적 또는 전체 붕괴를 일으키는 것으로 공지되어 있다. 상기 문제를 대처하여 바람직한 거품이 형성된 윗면 및 양호한 복원 특징을 갖는 음료를 제공할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 복원시 바람직한 거품이 형성된 윗면을 갖는 음료를 산출하는, 소결에 의한 음료 제품의 제조 방법을 제공한다.
발명의 개요
따라서, 본 발명은 a) 다공성 미립자 베이스 분말을 제공하는 단계, 및 b) 기체를 분말 층에 통과시키면서 상기 분말 층을 소결시켜, 소결된 케이크를 형성하는 단계를 포함하는 즉석 음료 제품의 제조법에 관한 것이며, 이때 다공성 베이스 분말은 45 % 이상의 입자 기공률을 가지며, 이때 기공은 80 ㎛ 미만의 D50 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1 은 본 발명 제품의 개략도이며, 밀폐 기공 (2), 2 ㎛ 초과의 개방 직경을 갖는 개방 기공 (3) 및 2 ㎛ 미만의 개방 직경을 갖는 개방 기공 (4) 을 포함하는 과립 (1) 을 보여준다.
도 2 는 본 발명 공정의 구현예의 개략도이며, 여기서 베이스 분말은 다공성 벨트 상에서 소결된 후 건조 및 냉각 공기를 각각 소결된 케이크를 통과시킴으로써 건조되고 냉각된다.
도 3 은 샘플 의 크레마 체적을 측정하는데 사용되는 장치의 도면이며, 여기서 (8.1) 은 거품 체적을 판독하기 위한 플라스틱 눈금이고, (8.2) 는 물 저장소이며, (8.3) 은 복원 용기의 뚜껑이고, (8.4) 는 연결 밸브이며, (8.5) 는 복원 용기이고, (8.6) 은 방출 밸브이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은, 액체로 복원시 우수한 거품이 형성된 윗면 (또한 "크레마" 로 지칭됨) 을 제공하는 즉석 음료 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 즉석 음료 제품은 분말, 예컨대 과립이다. 이하에서, 용어 "과립" 은 더 작은 분말 입자의 응집체에 의해 수득될 수 있는 분말 제품을 기재하는데 사용된다. 따라서, 과립 입자는 더 작은 구성적 분말 입자를 포함한다. 이러한 더 작은 구성적 분말 입자는 부분적으로 융해되어, 더 큰 과립 입자를 형성할 수 있다.
이하에서, 용어 "개방 기공" 은 제품의 표면에 연결되는 본 발명의 분말 내에 존재하는 채널을 규정하기 위해 사용된다. 용어 "밀폐 기공" 은 완전히 밀폐된 공극을 규정하기 위해 사용된다. 따라서, 물과 같은 액체가 밀폐 기공에 침투할 수 없다.
도 1 을 참조하여 보면, 본 발명의 제품 (1) 이 밀폐 기공 (2), 2 ㎛ 미만의 개방 직경을 갖는 개방 기공 (4) 및 2 ㎛ 초과의 개방을 갖는 개방 기공 (3) 을 포함하는 것을 볼 수 있다.
액체에서의 복원시, 본 발명의 제품은 거품을 형성한다. 따라서, 본 발명의 제품은 거품형성 기공률에 의해 추가로 규정될 수 있다.
거품형성 기공률은 거품형성에 기여하는 기공률의 척도이며, 본 발명의 제품의 잠재적인 거품형성 능력을 특징짓는다. 실제로, 개방 기공 (3) 은 밀폐 기공 (2) 만큼 거품형성에 기여하지 않거나 심지어 몇몇의 경우에는 전혀 기여하지 않을 것이다. 또한, 2 ㎛ 미만의 개방 직경을 갖는 기공 (4) 은 이 기공에서의 모세관 압력이 대기압보다 더 크므로 거품형성에 기여할 수 있고, 이는 거품 형성을 가능하게 할 수 있다. 본 발명에 있어서, 거품형성 기공률은 밀폐 기공 (2) 및 2 ㎛ 미만의 개방 직경을 갖는 개방 기공 (4) 을 포함함으로써 획득된다.
따라서, 거품형성 기공률을 측정할 목적으로, 2 ㎛ 미만의 개방 직경을 갖는 개방 기공 (4) 뿐만 아니라 밀폐 기공 (2) 이 거품형성에 기여하는 것으로 생각되므로, 이들만 고려된다. 거품형성 기공률은, 2 ㎛ 초과의 개방 직경을 갖는 개방 기공의 체적을 제외한 응집물 체적에 대하여 거품형성에 기여하는 기공 체적의 비에 의해 획득된다. 이는 수은 기공률 측정기 또는 X-선 단층촬영에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 제품의 거품형성 기공률은 35 % 이상, 예컨대 40 % 이상 또는 50 % 이상이다. 바람직하게는, 거품형성 기공률은 35 내지 85 % 이고, 더 바람직하게는 40 내지 80 %, 보다 더 바람직하게는 40 내지 75 %, 보다 더 바람직하게는 45 내지 70 %, 가장 바람직하게는 45 내지 65 % 이다.
본 발명의 제품의 다른 특징은 이의 개방 기공 (3) 이다. 이 개방 기공은 본 발명의 제품에의 액체 침투를 위한 채널을 형성한다. 개방 기공의 체적과 크기가 클수록, 액체가 더 잘 침투하고 용해가 더 양호해진다. 따라서, 본 발명의 제품은, 본 발명의 제품을 용해하는 능력의 추정을 제공하는 분말의 "개방 기공 체적" 을 특징으로 할 수 있다. 제품 1 g 당 개방 기공 체적을 측정하기 위해, 1 내지 500 ㎛ 의 개방 직경을 갖는 틈 (interstice) 의 체적이 고려된다. 이는 수은 기공률 측정기에 의해 측정될 수 있다.
본 제품은 바람직하게는 3 ㎖/g 미만의 개방 기공 체적을 특징으로 한다. 바람직하게는, 개방 기공 체적은 0.4 내지 3 ㎖/g, 더 바람직하게는 0.6 내지 2.5 ㎖/g, 보다 더 바람직하게는 0.8 내지 2.5 ㎖/g, 가장 바람직하게는 0.8 내지 2.0 ㎖/g 이다.
본 발명에 의해, 복원시 얻어지는 거품 체적에 영향을 미치는 다른 인자가 밀폐 기공, 즉 내부 공극 (2) 및 2 ㎛ 미만의 개방을 갖는 개방 기공 (4) 의 크기 분포임이 또한 밝혀졌다. 본 발명에 따르면, 제품은 바람직하게는 80 ㎛ 미만의 평균 밀폐 기공 직경 (D50) 을 갖는다. 기공은 바람직하게는 60 ㎛ 미만, 더 바람직하게는 50 ㎛ 미만, 보다 더 바람직하게는 40 ㎛ 미만, 가장 바람직하게는 30 ㎛ 미만의 평균 직경 (D50) 을 갖는다. 기공 크기 분포는 공극 공간 분포에 기초한다.
기공 크기 분포는 4 미만, 바람직하게는 3 미만, 가장 바람직하게는 2 미만의 분포 폭 (span) 인자를 특징으로 하는 것이 바람직할 수 있다. 분포 폭 인자는 X-선 단층촬영에 의해 획득된다. 분포 폭은 하기 식으로 계산된다:
Figure pct00001
[식 중, D90, D10 및 D50 은 각각 기공의 90 %, 10 % 및 50 % 가 당해 기공 크기 이하인 경우의 기공 크기를 나타냄]. 따라서, 폭 인자가 낮을수록, 기공의 분포가 더 좁고 균질해진다.
따라서, 본 발명의 즉석 음료 제품은 바람직하게는 35 % 이상의 거품형성 기공률, 바람직하게는 3 ㎖/g 미만의 개방 기공 체적, 및 바람직하게는 80 ㎛ 미만의 밀폐 기공 평균 직경 (D50) 을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 분말은 전형적으로 150 내지 300 g/ℓ, 바람직하게는 200 내지 250 g/ℓ 의 탭 밀도를 갖는다.
탭 밀도는, 분말을 실린더에 넣고, 그 실린더를 특정 방식으로 탭핑하여 더 유효한 입자 패킹을 달성하고, 그 체적을 기록하고, 제품을 칭량한 후, 중량을 체적으로 나눔으로써 결정된다. 사용된 장치는 JEL 졸팅 밀도 계량기 (jolting density metre) STAV 2003 이다.
본 발명의 제품의 수 함량은 바람직하게는 2 % 내지 4.5 %, 더 바람직하게는 3 % 내지 4 % 이다.
본 발명에 따른 제품은 바람직하게는 즉석 커피 제품이다. 대안적으로는, 즉석 음료는 치커리, 시리얼, 유제품-함유 (dairy) 또는 유제품-미함유 (non-dairy) 크리머를 갖는 커피, 또는 맥아 음료일 수 있다. 또 대안적으로는, 즉석 음료는 치커리 및/또는 시리얼, 코코아, 초콜릿, 맥아 추출물, 유제품-함유 또는 유제품-미함유 크리머로부터 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제품은 예컨대 거품형성 즉석 커피 제품으로서 이용되거나, 또는 다른 건성 음식 및 음료 성분, 예컨대 향료, 감미료 및 크리머와 배합되어, 다양한 거품형성 즉석 음료 제품을 제형화할 수 있다.
본 발명의 제품은, 물로 복원될 때, 거품이 형성된 윗면을 형성하기 위해 기체 (예컨대, 포착된 공기) 를 함유한다.
따라서, 본 발명의 분말은 즉석 음료의 제조에 이용될 수 있다. 바람직하게는, 즉석 음료는 커피이다. 복원시, 즉석 음료는, 85 ℃ 에서 탈이온수 200 ㎖ 에 제품 5 g 을 이용할 때, 3 ㎖ 이상, 예컨대 5 ㎖ 이상의 크레마를 갖는 것이 바람직하다. 생성되는 크레마의 양은, 초기에는 밸브로 막혀 있는 물 저장소에 연결된 복원 용기로 이루어진 간단한 장치 (도 3) 로 측정될 수 있다. 복원 후, 복원 용기는 단부에 눈금있는 모세관이 있는 특별한 뚜껑으로 밀폐된다. 이후, 복원 용기와 물 저장소 사이의 밸브가 개방되고, 물 (임의의 온도의 표준 수돗물) 이 복원된 음료를 모세관 내로 밀어 올리고, 따라서 크레마 체적의 판독을 용이하게 한다.
본 발명의 방법에서, 즉석 음료 제품은 기체를 층에 통과시키면서 다공성 미립자 베이스 분말을 소결시켜, 소결된 케이크를 형성함으로써 수득된다.
본 발명 공정에 따르면, 제 1 단계에서 다공성 미립자 베이스 분말이 제공된다. 이 미립자 전구체는, 예컨대 볶아서 분쇄한 커피로부터 유래하는 추출물의 종래 분무-건조 또는 동결-건조 방법에 따라 제조된 분말화된 즉석 커피 제품일 수 있다. 따라서, 분무-건조, 기체-주입 분무-건조, 기체-주입 압출, 기체-주입 동결-건조 등을 거친 전구체가 본 방법에 적합하다. 대안적으로는, 전구체 분말은 분무-동결된 입자일 수 있다. 그러한 제품 및 이의 제조 방법은 본 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다.
바람직하게는, 전구체 분말은 분무-건조된다. 전형적으로, 전구체는 즉석 커피 입자를 포함한다.
다공성 베이스 분말은, 다공성 베이스 분말이 45 % 이상의 입자 기공률을 갖고, 기공이 80 ㎛ 미만의 D50 직경을 갖는 것을 특징으로 한다. 그러한 분말은 US 60/976,229 에 기재된 방법에 따라 획득될 수 있다. 이는 생성된 즉석 음료 분말이 복원시 더 많은 크레마를 제공한다는 이점을 제공한다. 바람직하게는, 분말의 기공 직경 분포 폭은 4 미만이다.
전구체의 탭 밀도는 전형적으로 150 내지 600 g/ℓ 이다.
본 방법의 제 2 단계는, 미립자 다공성 베이스 분말을 소결시켜 응집된 케이크를 형성하는 단계이다. 이는, 기체를 분말 층에 통과시키면서 베이스 분말 층을 소결시킴으로써 달성된다. 이러한 방법은 소결된 입자의 기공 구조가 온전히 유지되고 이로써 그 안에 원하는 양의 기체를 보유할 수 있게 하여, 양호한 크레마 형성 특성을 갖는 소결된 생성물을 야기하는 것으로 밝혀졌다. 더욱이, 신속하고 균질한 소결이 달성되는 것이 허용된다. 상기 방법은 요구되는 소결 시간이 상대적으로 짧아 이로 인해 고 산출 수용력을 갖게 된다.
소결은 바람직하게는 베이스 분말 층을 이의 유리 전이 온도 초과로 가열함으로써 달성된다. 즉석 커피 과립의 유리 전이 온도는 특정 화학 조성 및 습도 수준에 따라 높아지거나 또는 낮아질 수 있다. 유리 전이 온도는, 당업자에게 공지된 임의의 적절한 방법을 이용하여 단지 커피 제품의 수분 함량을 각각 감소시키거나 또는 증가시킴으로써, 의도적으로 올려지거나 낮춰질 수 있다.
유리 전이 온도는 확립된 시차 주사 열량 측정법 (Differential Scanning Calorimetry) 또는 열적 기계적 분석 (Thermal Mechanical Analysis) 기술을 이용하여 측정될 수 있다. 유리 전이 온도는, 강성 유리질 상태로부터 연성 고무질 상태로의 분말 제품의 변형을 특징으로 하는 제 2 상 변화를 나타낸다.
입자의 제어된 융해를 달성하기 위해, 소결이 행해지는 온도는 바람직하게는 응집된 케이크의 유리 전이 온도보다 적어도 30 ℃ 초과, 예를 들어 응집된 케이크의 유리 전이 온도보다 30 ℃ 내지 50 ℃ 초과, 더 바람직하게는 응집된 케이크의 유리 전이 온도보다 적어도 40 ℃ 초과, 보다 더 바람직하게는 적어도 45 ℃ 초과이다.
입자의 제어된 융해를 달성하기 위해, 전구체 입자가, 소결 단계를 거치기 전에, 원하는 (내부) 최종 수 함량까지 먼저 건조되는 것이 바람직하다. 이로써 소결된 제품의 거품형성 및 용해 특성이 향상되는 것으로 밝혀졌다. 입자는, 소결 전에, 바람직하게는 입자의 총 중량에 기초하여 1 내지 7 중량%, 더 바람직하게는 1 내지 6 중량%, 가장 바람직하게는 2 내지 5 중량% 의 수분 함량까지 건조되는 것이 바람직하다.
베이스 입자 층은, 예를 들어 통상적인 적외선 또는 마이크로선 방사에 의해, 또는 지지체와 접촉하는 요소를 가열시키는 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법에 의해 소결 온도로 가열될 수 있다. 바람직하게는, 적합한 온도의 기체를 층에 통과시킴으로써 가열이 전체적으로 또는 부분적으로 제공된다.
층을 통해 가해질 기체는 임의의 적합한 기체일 수 있고, 바람직하게는 대기가 사용된다. 공기는 임의의 적합한 습도 정도를 가질 수 있으며, 예를 들어 공기 습도는 소결 동안 층의 습도 변화가 발생하지 않도록 하는 것일 수 있으며, 이는 소결 동안 물이 층으로부터 소실되도록, 또는 물이 기체로부터 층으로 전달되도록 하는 것일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 기체는 소결 동안 물을 베이스 입자 층에 전달하기에 충분한 습도 정도를 갖는다. 소결에 사용되는 기체의 상대 습도는 바람직하게는 0 내지 80 %, 예컨대 15 % 내지 70 % 이다.
베이스 입자의 층을 통과하는 기체 속도는 바람직하게는 0.01 m/s 내지 5 m/s, 예컨대 0.1 m/s 내지 2 m/s, 또는 0.2 m/s 내지 1 m/s 이다. 층을 통과하는 기체 흐름은, 예를 들어 층의 한 측면으로부터 공기를 취입하고/하거나 다른 측면으로부터 공기를 흡입시킴으로써 당업계에 공지된 임의의 적합한 수단으로 달성될 수 있다. 케이크 층에 걸쳐 상이한 기체압을 적용하는 임의의 적합한 수단이 적용될 수 있다. 베이스 입자 층이 오직 한 측면에서만 지지되는 경우, 예를 들어 단일 벨트 상의 소결인 경우, 소결 동안, 공기 흐름은 바람직하게는 상기 층의 지지되지 않은 측면으로부터 지지된 측면으로이다.
소결은 임의의 잘 알려진 소결 공정 (예: 트레이 상의 소결) 을 따라 행해질 수 있지만, 벨트 소결이 바람직하다. 바람직하게는, 다공성 벨트가 사용되어, 기체가 베이스 입자 층을 통해 가해지는 것이 허용된다. 층은 소결 동안 2 개의 순환 벨트 (각 측면 상에 하나씩) 에 의해 지지될 수 있다. 타블릿 또는 성형체를 원하는 경우, 예를 들어 원하는 형상의 다공성 주형에서 소결이 수행될 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 입자는 다공성 표면 상에 분포되어 층을 형성한다. 바람직하게는, 층은 2 내지 50 mm, 보다 바람직하게는 5 내지 40 mm, 가장 바람직하게는 10 내지 30 mm 의 두께를 갖는다.
소결이 실행되는 온도는 바람직하게는 0 내지 150 ℃, 예컨대 40 내지 110 ℃, 또는 60 내지 100 ℃ 이다.
소결은, 입자의 내부 구조에 바람직하지 않은 변화를 야기하지 않으면서 입자의 올바른 정도의 융해를 가능하게 하는 시간 동안 행해져야 한다. 본 발명의 방법에서, 종래 기술의 방법에 비해 상대적으로 신속한 소결 시간이 달성될 수 있어, 베이스 분말의 내부 구조의 양호한 보존을 허용하게 된다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 베이스 입자 층은 2 초 내지 600 초, 예컨대 2 초 내지 300 초, 5 초 내지 300 초, 또는 10 초 내지 200 초 동안 소결된다.
소결 공정 동안, 제어된 약간의 압밀 압력이 베이스 입자 층에 적용될 수 있거나, 기체 흐름이 상기 층의 약간의 압밀에 영향을 주도록 사용될 수 있다.
소결 공정 동안, 제품은 층에 통과시킬 기체로부터 수분을 흡수하거나, 상기 기체로 수분을 잃을 수 있다. 소결된 제품의 최종 생성 수분은 제품의 총 중량에 기초하여 전형적으로 1 중량% 내지 12 중량% 의 물이다. 소결 이후, 소결된 케이크는 당업계에 공지된 임의의 방법으로 건조될 수 있다. 바람직하게는, 소결된 케이크는 적합한 온도 및 습도를 갖는 기체를 케이크에 통과시킴으로써 소결 지지체 상에서 건조된다. 더욱이, 소결된 케이크는 냉각될 수 있다. 임의의 적합한 냉각 수단이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 소결된 케이크는 적합한 온도를 갖는 기체를 케이크에 통과시킴으로써 소결 지지체 상에서 냉각된다. 건조 및 냉각 둘 모두가 벨트 상에서 수행되는 경우, 바람직하게는 건조가 냉각 전에 수행된다.
소결된 케이크는 원하는 즉석 음료 제품을 수득하기 위해 텍스쳐화될 수 있다. 분말을 원하는 경우, 텍스쳐화는, 예를 들어 동결-건조된 또는 응집된 즉석 음료 제품과 비슷한 원하는 평균 직경을 갖는 입자를 형성하기 위해 케이크를 절삭 또는 분쇄함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 텍스쳐화는 응집된 케이크를, 1 내지 5 mm, 바람직하게는 약 2.5 mm 의 메시 크기를 갖는 체에 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 다른 형상을 원하는 경우, 소결된 케이크는 예를 들어 임의의 적합한 방법으로 원하는 형상으로 형성되거나 절삭될 수 있다.
임의로는, 원하는 수분 함량을 갖는 소결된 제품을 제공하기 위해 제품은 텍스쳐화 이후 건조될 수 있다. 수분 함량은 전형적으로는 제품의 총 중량을 기초로 하여 2 내지 8 중량% 의 물이다. 바람직하게는 최종 제품은 2 내지 4.5 %, 보다 바람직하게는 약 3.5 % 의 수분 함량을 갖는다.
제품이 분말인 경우, 전형적으로 150 내지 300 g/ℓ 의 탭 밀도를 갖는다.
상기 기재된 공정에 의해 수득될 수 있는 제품은 거품을 형성하는 즉석 커피 음료에 특히 적합하다. 또한, 액체에서의 복원시 생성되는 음료 거품의 체적을 증가시키기 위한 수단으로서, 미국특허 제 4,438,147 호 및 EP 0 458 310 호 또는 미국특허 제 6,129,943 호에 기재된 거품형성 크리머 조성물과 같은, 단백질을 함유하는 거품형성 크리머 분말 조성물로 제형화되는 거품형성 즉석 카푸치노 또는 라떼 타입 음료 믹스에서 사용되기에 적합할 수 있다.
이하의 비제한적인 실시예로 본 발명을 추가로 설명한다.
실시예
거품형성 기공률 , 입자 기공률 및 개방 기공 체적을 평가하기 위한 수은 기 공률 측정법
구조 평가에 AutoPore IV 9520 을 사용하였다 (Micromeritics Inc. Norcrose, GA, USA). Hg 침투를 위한 작업 압력은 0.4 psia 내지 9000 psia (저압력이 0.4 psia 내지 40 psia 이고, 고압력 포트가 20 psia 내지 9000 psia 임) 이었다. 이러한 압력 하의 기공 직경은 500 내지 0.01 ㎛ 범위였다. 기록된 데이타는 상이한 기공 직경 (㎛) 에서의 체적 (㎖/g) 이었다.
약 0.1 내지 0.4 g 의 샘플을 정확히 칭량하고, 관입시험기 (penetrometer) (체적 3.5 ㎖, 구 (neck) 또는 모세관 줄기 직경 0.3 ㎜ 및 줄기 체적 0.5 ㎖) 에 패킹하였다.
관입시험기를 저압 포트에 삽입한 후, 샘플을 1.1 psia/분으로 소개시킨 후, 0.5 psia 에서 중간 속도 및 900 ㎛ Hg 에서 빠른 속도로 변경하였다. 소개 목표는 60 ㎛ Hg 이었다. 목표에 도달한 후, 소개를 5 분 동안 지속시킨 후 Hg 를 충전시켰다.
설정-시간 평형에서 측정을 수행하였다. 즉, 데이타가 취득되는 압력 지점 및 설정-시간 평형 (10 초) 모드로 상기 압력에서의 경과시간이다. 대략 140 개의 데이타 지점을 압력 범위에서 수집하였다.
과립의 벌크 체적을, 샘플 홀더 및 수은의 초기 체적으로부터 수득하였다. 직경 2 ㎛ 이하의 수은을 침투시킨 후, 개방 직경이 2 ㎛ 초과인 개방 기공 (3) 의 체적을 수득하였다. 이러한 체적을 과립의 벌크 체적에서 뺀 값으로 밀폐 기공 (2), 개방 직경이 2 ㎛ 미만인 개방 기공 (4) 및 커피 모재의 체적을 포함하는 과립의 신규 체적 값을 제공하였다. 과립의 신규 체적에서 커피 모재의 체적을 뺌으로써 과립에서 밀폐 기공, 2 ㎛ 초과의 개방을 갖는 개방 기공의 체적을 수득하였다. 커피 모재의 체적을 샘플 중량 및 커피 모재 밀도로부터 수득하였다. 거품형성 기공률은 과립의 신규 체적에 대한 개방 직경이 2 ㎛ 미만인 개방 기공과 밀폐 기공의 체적 비였다.
전구체 분말의 입자 기공률은 US 60/976,229 에 기재된 방법을 사용하여 측정할 수 있었다.
직경 범위가 1 내지 500 ㎛ 인 생성물의 1 g 당 개방 기공의 체적으로 "개방 기공 체적" 을 제공하였다.
마이크로컴퓨터 X-선 단층촬영에 의한 커피 입자의 내부 구조 측정
80kV 및 100uA 의 X-선 빔을 갖는 1172 Skyscan MCT (Antwerpen, Belgium) 에 의해 X-선 단층촬영 스캔을 수행하였다. Skyscan 소프트웨어 (버젼 1.5 (build 0) A (Hamamatsu 10Mp 카메라) 에 의해 스캔을 수행하였고, Skyscan recon 소프트웨어 (버젼 1.4.4) 에 대해 복원을 수행하였고, CTAn 소프트웨어 (버젼 1.7.0.3, 64-비트) 에 의해 3D 화상 분석을 수행하였다.
1 ㎛ 의 픽셀 크기를 수득하기 위해서, 카메라를 4000 × 2096 픽셀로 설정하고 샘플을 Far 위치에 놓았다. 노출 시간은 2356 ms 로 하였다. 180°에 걸쳐 스캔을 수행하였고, 회전 단계는 0.3°였고, 프레임 평균화는 4 였다.
데이타세트의 복원을, 0-0.25 에서의 설정 콘트라스트에 의해 평균 800 슬라이스 초과로 수행하였다. 스무딩 및 고리 인공물 축소를 1 및 10 에 각각 설정하였다.
3D 화상 분석을 픽셀 데이타세트 당 1 ㎛ 에서 수행하였다. 하기 2 단계로 분석을 수행하였다: (i) 입자간 공극을 배제함으로써 분석하고자 하는 입자를 선택하기 위한 제 1 단계, (ii) 선택된 관심 영역에서 기공률의 분포를 수득하기 위한 제 2 단계. 이러한 기술로 수득한 거품형성 기공률 값은 수은 기공률 측정법으로 수득한 값과 거의 일치했다.
입자, 즉 관심 체적의 선택
그레이 레벨에서 픽셀 해상도 당 1 ㎛ 의 화상을 255 중에서 30 의 그레이 레벨에서 분할하고, 16 픽셀보다 작은 임의의 단일 점을 제거하여 선명하게 한 후, 수학적 모폴로지 (반경 3 픽셀) 로 확장하였다. 관심 체적의 선택을 수축-포장 기능을 통해 수행한 후, 이러한 체적을 수학적 모폴로지 (반경 3 픽셀) 로 점점 약화시켜 입자의 표면에 대해 조절하였다.
관심 영역에서의 공극 공간 분포:
화상을 리로딩하고 255 중에서 40 의 그레이 레벨에서 분할하였다. 이후 거품형성 기공률을 기공 체적 대 입자 체적 (입자 체적은 관심 체적과 동일) 의 비로서 계산하였다. 구조 분리로 기공 크기 분포를 제공하였다.
실시예 1
벨트 소결에 의한 거품을 형성하는 과립화된 가용성 커피 제품의 제조
입자 기공률이 45 % 초과이고, 평균 기공 직경 (D50) 이 80 ㎛ 미만이고 기공 직경 분포 폭이 4 미만인 분무-건조된 가용성 커피 분말을 미립자 전구체로서 사용하였다. 이 분말을, 제품 층 두께 10 ㎜ 로, 연속 다공성 벨트 상에 층으로 균일하게 분포시켰다. 이어서, 벨트 상의 제품을 제어된 분위기의 대역으로 이송시키고, 그곳에서 고온의 습한 공기를 분말 층 및 지지 벨트를 통해 0.2 m/s 의 평균 속도로 흡입시킴으로써 가열 및 가습시켰다. 공기 온도는 70 ℃ 이었고, 상대 습도는 54 % 이었다. 이 공정 동안, 입자는 가열되고 습한 공기로부터 수분을 흡수했다. 입자들은 그들의 접촉점에서 함께 융해 (소결) 되고, 응집된 입자의 케이크를 형성하였다. 소결 대역에서의 제품 체류 시간은 15 초였다. 이어서, 제품을, 냉각되고 예비건조되는 주변 공기가 소결된 케이크를 통해 흡입되는 냉각 대역에 통과시켰고, 얻어지는 제품 수분은 제품 100 g 당 5.5 g H2O 이었다. 이어서, 벨트로부터 케이크를 제거하고, 간극 크기 2.5 ㎜ 의 분쇄기를 통과시켰다. D < 0.355 ㎜ 의 직경을 갖는 미세 입자를 체질에 의해 제거하고 재순환시켰다. 약 10 분 동안 50 ℃ 에서 고온 공기로 유동화 베드에서 제품 100 g 당 3.2 g H2O 의 최종 수 함량까지 과립을 건조시켰다. 온수로 제품을 복원 (2.5 g 분말 / 100 ㎖ 온수) 시키고, 음료의 표면을 덮은 거품을 수득하고, 거품 체적은 도 3 에 도시한 장치를 사용하여 본원에 기재된 방법으로 측정하였다. 거품 외관은 에스프레소 기계로부터 얻어지는 볶아서 분쇄한 커피 음료에서의 "크레마" 로 알려진 거품과 유사하였다. 탭 밀도를 본원에 기재된 방법으로 측정하였다. 하기 특성을 수득하였다:
Figure pct00002
실시예 2
벨트 소결에 의한 거품을 형성하는 과립화된 가용성 커피 제품의 제조
입자 기공률이 45 % 초과이고, 평균 기공 직경 (D50) 이 80 ㎛ 미만이고 기공 직경 분포 폭이 4 미만인 분무-건조된 가용성 커피 분말을 미립자 전구체로서 사용하였다. 이 분말을, 제품 층 두께 10 ㎜ 로, 연속 다공성 벨트상에 층으로 균일하게 분포시켰다. 이어서, 벨트 상의 제품을 제어된 분위기의 대역으로 이송시키고, 그곳에서 고온의 습한 공기를 분말 층 및 지지 벨트를 통해 0.2 m/s 의 평균 속도로 흡입시킴으로써 가열 및 가습시켰다. 공기 온도는 90 ℃ 이었고, 상대 습도는 25 % 이었다. 이 공정 동안, 입자는 가열되고 습한 공기로부터 수분을 흡수했다. 입자들은 그들의 접촉점에서 함께 융해 (소결) 되고, 응집된 입자의 케이크를 형성하였다. 소결 대역에서의 제품 체류 시간은 14 초였다. 이어서, 제품을, 냉각되고 예비건조된 주변 공기가 소결된 케이크를 통해 흡입되는 냉각 대역에 통과시켰고, 얻어지는 제품 수분은 제품 100 g 당 5.1 g H2O 이었다. 이어서, 벨트로부터 케이크를 제거하고, 간극 크기 2.5 ㎜ 의 분쇄기를 통과시켰다. D < 0.355 ㎜ 의 직경을 갖는 미세 입자를 체질에 의해 제거하고 재순환시켰다. 약 10 분 동안 50 ℃ 에서 고온 공기로 유동화 베드에서 제품 100 g 당 약 3.3 g H2O 의 최종 수 함량까지 과립을 건조시켰다. 온수로 제품을 복원 (2.5 g 분말 / 100 ㎖ 온수) 시키고, 음료의 표면을 덮은 거품을 수득하고, 거품 체적은 도 3 에 도시한 장치를 사용하여 본원에 기재된 방법으로 측정하였다. 거품 외관은 에스프레소 기계로부터 얻어지는 볶아서 분쇄한 커피 음료에서의 "크레마" 로 알려진 거품과 유사하였다. 탭 밀도를 본원에 기재된 방법으로 측정하였다. 하기 특성을 수득하였다:
Figure pct00003
실시예 3
벨트 소결에 의한 거품을 형성하는 과립화된 가용성 커피 제품의 제조
입자 기공률이 45 % 초과이고, 평균 기공 직경 (D50) 이 80 ㎛ 미만이고 기공 직경 분포 폭이 4 미만인 분무-건조된 가용성 커피 분말을 미립자 전구체로서 사용하였다. 이 분말을, 제품 층 두께 20 ㎜ 로, 연속 다공성 벨트상에 층으로 균일하게 분포시켰다. 이어서, 벨트 상의 제품을 제어된 분위기의 대역으로 이송시키고, 그곳에서 고온의 습한 공기를 분말 층 및 지지 벨트를 통해 0.2 m/s 의 평균 속도로 흡입시킴으로써 가열 및 가습시켰다. 공기 온도는 73 ℃ 이었고, 상대 습도는 41 % 이었다. 이 공정 동안, 입자는 가열되고 습한 공기로부터 수분을 흡수했다. 입자들은 그들의 접촉점에서 함께 융해 (소결) 되고, 응집된 입자의 케이크를 형성하였다. 소결 대역에서의 제품 체류 시간은 14 초였다. 이어서, 제품을, 냉각되고 예비건조된 주변 공기가 소결된 케이크를 통해 흡입되는 냉각 대역에 통과시켰고, 얻어지는 제품 수분은 제품 100 g 당 5.5 g H2O 이었다. 이어서, 벨트로부터 케이크를 제거하고, 간극 크기 2.5 ㎜ 의 분쇄기를 통과시켰다. D < 0.355 ㎜ 의 직경을 갖는 미세 입자를 체질에 의해 제거하고 재순환시켰다. 약 10 분 동안 50 ℃ 에서 고온 공기로 유동화 베드에서 제품 100 g 당 약 3.5 g H2O 의 최종 수 함량까지 과립을 건조시켰다. 온수로 제품을 복원 (2.5 g 분말 / 100 ㎖ 온수) 시키고, 음료의 표면을 덮은 거품을 수득하고, 거품 체적은 도 3 에 도시한 장치를 사용하여 본원에 기재된 방법으로 측정하였다. 거품 외관은 에스프레소 기계로부터 얻어지는 볶아서 분쇄한 커피 음료에서의 "크레마" 로 알려진 거품과 유사하였다. 탭 밀도를 본원에 기재된 방법으로 측정하였다. 하기 특성을 수득하였다:
Figure pct00004
실시예 4
벨트 소결 후 벨트 건조에 의한 거품을 형성하는 과립화된 가용성 커피 제품의 제조
입자 기공률이 45 % 초과이고, 평균 기공 직경 (D50) 이 80 ㎛ 미만이고 기공 직경 분포 폭이 4 미만인 분무-건조된 가용성 커피 분말을 미립자 전구체로서 사용하였다. 이 분말을, 제품 층 두께 10 ㎜ 로, 연속 다공성 벨트상에 층으로 균일하게 분포시켰다. 이후, 벨트 상의 제품을 제어된 분위기의 대역으로 이송시키고, 그곳에서 고온의 습한 공기를 분말 층 및 지지 벨트를 통해 0.2 m/s 의 평균 속도로 흡입시킴으로써 가열 및 가습시켰다. 공기 온도는 70 ℃ 이었고, 상대 습도는 54 % 이었다. 이 공정 동안, 입자는 가열되고 습한 공기로부터 수분을 흡수했다. 입자들은 그들의 접촉점에서 함께 융해 (소결) 되고, 응집된 입자의 케이크를 형성하였다. 소결 대역에서의 제품 체류 시간은 15 초였다. 이후, 벨트 상의 제품을, 70 ℃ 에서 예비-건조된 공기가 소결된 케이크를 통해 흡입되는 건조 대역에 통과시켰다. 이어서, 3.1 % 의 수분 함량에서 건조된 케이크를 벨트로부터 제거하고, 간극 크기 2.5 ㎜ 의 분쇄기를 통과시켰다. 분쇄 작업으로부터의 미세물질을 재순환시키지 않았다. 이어서, 약 10 분 동안 30 ℃ 에서 건조 공기로 유동화 베드에서 과립을 냉각시켰다. 온수로 제품을 복원 (2.5 g 분말 / 100 ㎖ 온수) 시키고, 음료의 표면을 덮은 거품을 수득하고, 거품 체적은 도 3 에 도시한 장치를 사용하여 본원에 기재된 방법으로 측정하였다. 거품 외관은 에스프레소 기계로부터 얻어지는 볶아서 분쇄한 커피 음료에서의 "크레마" 로 알려진 거품과 유사하였다. 탭 밀도를 본원에 기재된 방법으로 측정하였다. 하기 특성을 수득하였다:
Figure pct00005

Claims (16)

  1. a. 다공성 미립자 베이스 분말을 제공하는 단계,
    b. 기체를 분말 층에 통과시키면서 상기 분말 층을 소결시켜, 소결된 케이크를 형성하는 단계를 포함하는 즉석 음료 제품의 제조 방법으로서,
    상기 다공성 베이스 분말이 45 % 이상의 입자 기공률을 가지며, 기공이 80 ㎛ 미만의 D50 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 2 항에 있어서, 다공성 베이스 분말이 150 내지 600 g/ℓ 의 탭 밀도를 갖는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 기체를 층에 통과시키는 속도가 0.01 m/s 내지 5 m/s 인 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 기체를 층에 통과시키면서, 다공성 베이스 분말이 2 내지 600 초의 기간 동안 소결되는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스 분말 층의 유리 전이 온도를 30 내지 50 ℃ 초과하는 온도에서 소결이 수행되는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 0 내지 150 ℃ 에서 소결이 수행되는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 층을 통과하는 기체가 0 내지 80 % 의 상대 습도를 갖는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 소결되는 층이 2 내지 50 mm 의 두께를 갖는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 소결된 케이크가 소결 후 건조 기체를 층에 통과시킴으로써 건조되는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 소결된 케이크가 소결 후 냉각 기체를 층에 통과시킴으로써 냉각되는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 소결된 케이크가 소결 후 분말로 형성되는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스 분말 층이 다공성 주형에서 소결되어 성형체를 형성하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 소결된 케이크가 소결 후 성형체가 형성되도록 절삭되는 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 즉석 음료 제품이 최종 수 함량을 2 내지 4.5 %, 바람직하게는 약 3.5 % 로 갖는 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 즉석 음료 제품이 즉석 커피 제품, 치커리, 시리얼, 유제품-함유 (dairy) 또는 유제품-미함유 (non-dairy) 크리머를 갖는 즉석 커피 제품, 또는 즉석 맥아 음료 제품인 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 수득될 수 있는 즉석 음료 제품.
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