TWI437959B - 即溶飲料產品 - Google Patents

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TWI437959B
TWI437959B TW097143250A TW97143250A TWI437959B TW I437959 B TWI437959 B TW I437959B TW 097143250 A TW097143250 A TW 097143250A TW 97143250 A TW97143250 A TW 97143250A TW I437959 B TWI437959 B TW I437959B
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Robert Thomas Boehm
Daniel Paul Donhowe
Patricia Ann Mathias
Xiaoping Fu
Joseph Bernard Rechtiene
Ulrich Kessler
Mathalai Balan Sudharsan
Helene Michele Jeanne Chanvrier
Anne Francoise Violette Briend
Stefan Schenker
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
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Description

即溶飲料產品
本發明係關於一種即溶飲料粉末且更特定言之係關於一種當以水重構時在頂面上形成泡沫之即溶飲料粉末。
一般而言，即溶飲料用以描述諸如茶、咖啡或其類似物之產品，其係以可容易地用水復原以形成飲料之形式出售。此等飲料通常呈固體形式且可容易地溶於熱水中。
即溶咖啡為用以描述已如下製備之咖啡的措辭：將經烘烤且研磨之咖啡萃取，接著通常藉由諸如冷凍乾燥、噴霧乾燥或其類似方法之習知方法將萃取物重構為粉末產品。
為製備飲料，因而將熱水簡單地添加至粉末中，從而避免當自傳統經烘烤且研磨之咖啡製備飲料時所涉及的複雜且耗時之過程。
然而，不同於自經烘烤且研磨之咖啡製備的咖啡飲料，自即溶咖啡製備之咖啡飲料當以熱水重構時通常在其頂面上並不展現細泡沫。
自經烘烤且研磨之咖啡製備的飲料中之發泡頂面通常係與以加壓水及/或蒸汽調製之機器相關且至少部分地由該等機器引起。
已知此泡沫當被消耗時會正面影響產品之口感且因此為許多消費者所高度需要。此外，泡沫起到保持較多揮發性香氣於飲料內以使其可被消費者享受到而不是損失至周圍環境中的作用。
然而，諸如即溶咖啡之即溶飲料並不適於以經烘烤且研磨之咖啡的調製裝置來使用且因此用於使源自經烘烤且研磨之咖啡的飲料發泡之解決方法不能容易地應用於即溶飲料。
實情為，必須藉由將即溶飲料產品與液體簡單混合來產生泡沫。
US-A-6,713,113揭示一種粉末狀可溶發泡成份，其具有含有碳水化合物、蛋白質及截留加壓氣體之基質。一旦將該乾粉添加至液體中即釋放出氣體。
Wimmers等人之US-A-4,830,869及US-A-4,903,585揭示一種製造在表面上具有厚泡沫咖啡層之咖啡飲料(外觀類似於卡布奇諾咖啡(cappuccino coffee))的方法。在劇烈攪拌下使測定量之噴霧乾燥即溶咖啡與少量冷水組合以形成泡沫咖啡濃縮物。接著添加熱水以製得咖啡飲料。
Forquer之US-A-4,618,500揭示一種製備在飲料表面上具有泡沫之調製濃咖啡型(espresso-type)咖啡飲料的方法。將蒸汽注入經調製咖啡飲料中以產生泡沫。
Rhodes之US-A-3,749,378揭示一種用於使咖啡萃取物發泡之裝置。將氣體引入咖啡萃取物中且接著將泡沫咖啡噴霧乾燥以製造具有低容積密度之可溶咖啡產品。
在Kraft Foods之EP 0 839 457 B1中描述一種類似方法，藉此藉由氣體注射使可溶咖啡粉末發泡。接著減小氣泡尺寸以使得最終產品將具有小於10微米之氣泡。
就最初產生之泡沫在消耗期間未得以保持或結構類似於粗泡沫而非消費者最終所希望之細膩而光滑(柔滑)的泡沫而言，許多即溶泡沫飲料仍存在欠缺。或者或另外，可能僅存在所產生之泡沫不足。
現已發現類似於具有某些微結構之經聚結、冷凍乾燥之質構的粉末、尤其粒狀產品使製造一旦在液體中重構即溶解且提供優良泡沫之即溶飲料產品成為可能。
現亦已發現在某些條件下使前驅體聚結以形成本發明之粉末會使製造一旦以水重構即提供優良泡沫之即溶飲料產品成為可能。
已知藉由燒結使食品聚結。舉例而言，Niro之US-A-6,497,911提及一種使用藉由乾燥自萃取物獲得之非再濕顆粒物質來製備水溶性咖啡或茶產品的方法。在該方法期間，需要將產品自外部壓縮，從而產生遭受內孔結構性塌陷之產品。
Conopco之US-A-5,089,279係關於一種在封閉容器中進行以便使在燒結期間無濕度損失之燒結法。此方法(例如)因為產生燒結塊體而適用於糖果。
Nestl之US-A-4,394,395描述一種製造食品之方法，其中將粉末填充至模具中，輕微壓縮且接著加熱以燒結該粉末。此方法產生模製食品。
然而，此方法並未產生具有為一旦以水重構即發泡所需之所要多孔性特徵的產品。
因此，已知使用燒結法來聚結會導致產品中內部將持留氣體之微結構(孔)的部分或完全塌陷。需要解決此問題以便提供具有理想發泡頂面之飲料。
因此，本發明尋求提供一種一旦重構即產生具有理想發泡頂面之飲料的飲料粉末。
本發明之目的係藉由獨立請求項來解決。附屬請求項進一步拓展本發明之中心思想。
因此，根據本發明，提供一種即溶飲料粉末，其具有至少35%之發泡孔隙率、具有小於3mL/g之開孔體積且具有小於80微米之內孔平均直徑D50 。
根據本發明之另一態樣，提供如請求項1至11之粉末用於製備即溶飲料之用途。
在另一態樣中，本發明係關於一種製造即溶飲料粉末之方法，其包含以下步驟：
a.提供多孔微粒基礎粉末
b.燒結該粉末以形成聚結塊；及
c.使該聚結塊質構化(texturising)以獲得即溶飲料粉末，其中該多孔基礎粉末之特徵在於其具有至少35%之粒子孔隙率，其中該等孔具有小於80微米之D50 直徑。
可藉由本發明方法獲得之產品亦屬於本發明之態樣。
在下文中參考隨附圖式中所示之本發明之一些實施例來進一步描述本發明。
本發明係關於一旦以液體重構即提供優良發泡頂面(亦稱為"克麗瑪(crema)")之即溶飲料粉末。
在本發明之一實施例中，即溶飲料粉末為顆粒。在下文中，術語"顆粒"用以描述可藉由使較小粉末粒子聚結而獲得之粉末產品。顆粒粒子因此包含較小構成性粉末粒子。此等較小構成性粉末粒子可部分地融合，從而形成較大顆粒粒子。
在下文中，術語"粉末"可互換地用以定義本發明之粉末及用於製造本發明之飲料粉末的較細粉末。根據上下文將清楚欲理解為何種定義。
在下文中，術語"開孔"用以定義存在於本發明之粉末中的通道。術語"閉孔"用以定義完全封閉之空隙。因此諸如水之液體可能無法滲透於閉孔中。
參看圖1，可見本發明之粉末(1)包含閉孔(2)、開口直徑小於2微米之開孔(4)及開口大於2微米之開孔(3)。
一旦在液體中重構，本發明之粉末即產生泡沫。本發明之粉末因此可以其發泡孔隙率來進一步定義。
發泡孔隙率為促成發泡之多孔性的度量且表徵本發明之粉末的潛在發泡能力。實際上，開孔(3)將不如閉孔(2)那樣促成發泡，或甚至在一些情況下完全無此作用。開口直徑小於2微米之孔(4)亦可促成發泡，此係因為此等孔中之毛細管壓力大於環境壓力且此可使泡沫形成成為可能。在本發明中，藉由包括閉孔(2)及開口直徑小於2微米之開孔(4)來獲得發泡孔隙率。
因此，出於量測發泡孔隙率之目的，僅考慮閉孔(2)以及開口直徑小於2微米之開孔(4)，此係因為認為此等孔促成發泡。發泡孔隙率係由促成發泡之孔的體積與排除開口直徑大於2微米之開孔之體積的聚集體體積之比率來獲得。此可藉由汞壓孔率測定法或X射線斷層攝影術來量測。
本發明之粉末的發泡孔隙率為至少35%，諸如至少40%或至少50%。發泡孔隙率較佳係在35%與85%之間，更佳為在40%與80%之間，甚至更佳為在40%與75%之間，甚至更佳為在45%與70%之間，最佳為在45%與65%之間。
本發明之粉末的另一特徵為其開孔(3)。此等開孔形成使液體滲透至本發明之粉末中的通道。開孔之體積及尺寸愈大，則液體滲透程度愈高且溶解愈好。因此，本發明之粉末之特徵可為其"開孔體積"，其提供對溶解本發明之粉末之能力的估計。為量測每公克粉末之開孔體積，考慮開口直徑在1微米與500微米之間的間隙的體積。此可藉由汞壓孔率測定法來量測。
本發明之粉末的特徵在於開孔體積小於3mL/g。開孔體積較佳係在0.4mL/g與3mL/g之間，更佳為在0.6mL/g與2.5mL/g之間，甚至更佳為在0.8mL/g與2.5mL/g之間，最佳為在0.8mL/g與2.0mL/g之間。
本發明亦已發現影響重構後之溶解及所獲得之泡沫體積的另一因素為閉孔(亦即內部空隙(2))及開口小於2微米之開孔(4)的尺寸分布。根據本發明，粉末具有小於80微米之平均閉孔直徑D50 。該等孔較佳具有小於60微米、更佳小於50微米、甚至更佳小於40微米、最佳小於30微米之平均直徑D50 。孔尺寸分布係基於空隙空間分布。
孔尺寸分布之特徵可在於分布跨度因子(distribution span factor)小於4、較佳小於3、最佳小於2。藉由X射線斷層攝影術獲得分布跨度因子。由以下方程式計算分布之跨度：
其中D90 、D10 及D50 分別表示佔上述孔尺寸分布之90%、10%及50%的等效孔尺寸。因此，跨度因子愈低，孔分布愈窄且愈均勻。
圖4展示以兩種不同前驅體(4A)及(4B)製造之粉末的X射線斷層攝影影像。此等粉末具有相同的發泡孔隙率值。然而，在粉末(4B)中閉孔尺寸(2)及開口直徑小於2微米之開孔(4)較大。
因此，本發明之粉末(4A)的克麗瑪之品質、數量及穩定性在很大程度上較優良。本發明之粉末因此特徵在於快速崩解及溶解、優良發泡能力。
因此，本發明之即溶飲料粉末之特徵在於其具有至少35%之發泡孔隙率、具有小於3mL/g之開孔體積且具有小於80微米之閉孔平均直徑D50 。
本發明之顆粒粒子的尺寸大於0.5mm，較佳大於1mm，更佳大於1.5mm。
本發明之粉末通常具有150-300g/L、較佳200-250g/L之敲緊密度。
藉由將粉末傾至圓柱體中，以特定方式敲擊圓柱體以達成較有效之粒子裝填，記錄體積，將產品稱重且以體積除重量來測定敲緊密度(g/mL)。所用裝置為JEL震動密度計STAV 2003。
本發明之產品的水含量較佳係在2%與4.5%之間，更佳為在3%與4%之間。
將本發明之產品溶解於水中而在未使用添加劑之情況下產生穩定泡沫。此避免使用例如在此項技術中傳統上用於穩定泡沫之乳化劑。
本發明之粉末較佳為即溶咖啡粉末。或者，即溶飲料可為含有菊苣、穀類、乳製品或非乳奶精之咖啡、麥芽飲料。又或者，即溶飲料可由菊苣及/或穀類、可可粉、巧克力、麥芽飲料、乳製品或非乳奶精製成。
因此，可將本發明之產品例如用作發泡即溶咖啡產品或可與諸如調味劑、甜味劑及奶精之其他乾燥之食物及飲料成份摻合以調配各種發泡即溶飲料產品。
本發明之產品含有氣體(例如，捕獲之空氣)以便當以水重構時形成發泡頂面。亦已發現其以大於傳統上與即溶飲料產品相關之速率的速率溶解。
本發明之粉末因此可用於製備即溶飲料。該即溶飲料較佳為咖啡。當在85℃下於200mL去離子水中使用5g粉末時，一旦重構後，即溶飲料較佳具有至少3mL之克麗瑪。可用由與貯水槽連接之重構容器組成之簡單裝置(圖6)來量測所產生之克麗瑪量，其中該貯水槽最初以閥門封堵。在重構之後，以末端為刻度毛細管之特殊蓋子封閉重構容器。接著打開在重構容器與貯水槽之間的閥門且水(任何溫度之標準自來水)使經重構飲料向上推至毛細管中，從而有助於讀取克麗瑪體積。
在本發明之方法中，可藉由在玻璃轉移溫度以上之溫度下加熱基礎粉末來獲得飲料粉末粒子。此較佳係藉由如下文所述之燒結來達成。
根據本發明之方法且參看圖2，在第一步中提供多孔微粒基礎粉末。此微粒前驅體可為(例如)已根據源自經烘烤且研磨之咖啡的萃取物之噴霧乾燥或冷凍乾燥之傳統方法所製造的粉末狀即溶咖啡產品。因此，已被噴霧乾燥、氣體注射噴霧乾燥、氣體注射擠壓、氣體注射冷凍乾燥及其類似處理之前驅體在本發明方法中為合適的。或者，前驅體粉末可為噴霧冷凍粒子。熟習此項技術者熟知此等產品及其製造方法。
前驅體粉末較佳係經噴霧乾燥的。前驅體通常包含即溶咖啡粒子。
在一較佳實施例中，多孔基礎粉末之特徵在於其具有至少45%之粒子孔隙率，其中該等孔具有小於80微米之D50 直徑。可根據US 60/976,229中所述之方法獲得此類粉末。此賦予所製造之即溶飲料粉末一旦重構即提供較多克麗瑪之優勢。
前驅體之敲緊密度通常係在150g/L與600g/L之間。
在本發明方法中，第二步驟為燒結該微粒多孔基礎粉末以形成聚結塊。此係藉由在玻璃轉移溫度以上之溫度下加熱基礎粉末且控制融合時間來達成。已發現可在使燒結粒子之孔結構能夠保持完好的特定條件下燒結微粒前驅體且進而以便在內部保持所要量之氣體。
即溶咖啡顆粒之玻璃轉移溫度可視特定化學組成及水分含量而較高或較低。可藉由使用熟習此項技術者已知之任何合適方法來分別簡單地減小或增大咖啡產品之水分含量而有意地升高或降低玻璃轉移溫度。
可使用確定之差示掃描熱量測定或熱機械分析技術來量測玻璃轉移溫度。玻璃轉移溫度標誌特徵在於粉末產品自剛性玻璃態轉化為軟化橡膠態之二級相變。一般而言，在材料之玻璃轉移溫度以上之溫度下，在材料中之氣體溶解性及擴散速率為較高的。
為達成粒子之受控融合，進行燒結時之溫度較佳超過聚結塊之玻璃轉移溫度至少35℃、更佳超過該玻璃轉移溫度至少40℃且甚至更佳超過該玻璃轉移溫度至少45℃。
在本發明之上下文中，術語"潤濕"、"預潤濕"及其類似術語可互換使用且因此具有與術語"加濕"、"預加濕"及其類似術語相同之含義。
在本發明方法中，較佳以使內部結構保持完好之方式將粉末預加濕或加濕。
為達成粒子之受控融合，需要首先將前驅體粒子乾燥至所要(內部)最終水含量，隨後經受加濕步驟。已發現此改良燒結產品之發泡及溶解特徵。在加濕之前，較佳將粒子乾燥至以粒子之總重量計1重量%至7重量%、更佳為2重量%至6重量%、最佳為3重量%至5重量%之水分含量。
在燒結期間之預潤濕或同時潤濕係藉由將粒子暴露於具有特定濕度水平之氣體(通常為空氣)，或藉由冷凝或藉由與霧化液體接觸來達成。本發明方法與常規聚結之不同之處在於在燒結過程中粒子在整個加濕或潤濕步驟期間保持彼此接觸。
用以潤濕粒子表面之空氣較佳具有20%至80%、較佳為60%之濕度水平。
選擇燒結過程條件以便獲得所要最終產品特徵。
可根據任何熟知燒結法進行燒結，但帶式燒結為較佳。
在較佳方法中，使粒子分布於較佳為多孔之表面上以形成床。該床較佳具有1mm至50mm、更佳為2mm至35mm、最佳為5mm至25mm之厚度。
儘管並非必需，但使用多孔床為有利的，此係因為已發現此使較厚床能夠燒結，且因此得到較大產量之產品。另外，藉由允許空氣自所有側滲透至床中，此使得整個床中之燒結程度的均勻性得到改良。
接著床經受燒結步驟。對於此步驟而言，通常將床傳輸至燒結區。
較佳在潮濕氣氛下進行燒結，該氣氛具有20%至80%、較佳為60%之水分含量。
進行燒結時之溫度較佳在40℃-90℃之範圍內，較佳為約70℃。
在燒結期間，利用對流施加熱。氣態加熱介質在產品之上通過及/或穿過產品。此加熱方式允許產品之受控及均勻燒結。
燒結必須在使得粒子能夠有恰當之融合程度而不導致粒子內部結構產生不合需要之變化的時間段期間進行。如圖3中可見，燒結滯留時間將影響前驅體粒子之微結構。增加之燒結時間將引起粒子之間的融合增加。此將影響燒結產品之發泡特性(如圖3中所示)。
圖3在左手側呈現本發明之具有優良發泡頂面之飲料，而在右手側展示大體上無泡沫之飲料。
根據本發明之一實施例，若在燒結之前將前驅體預加濕，則此一般將具有減少燒結滯留時間之效應。
在燒結過程期間，可施加輕微及受控之壓縮壓力。然而，較佳不對床施加外部壓縮壓力。此對於獲得床之所要孔隙率而言為重要的。所要孔隙率對於一旦重構即快速溶解且形成克麗瑪而言為重要的。
因此，本發明方法不同於傳統燒結，後者利用熱與高壓之組合，此通常引起粒子間孔隙率之很大降低及內部粒子結構塌陷。
在燒結過程期間，產品自氣態加熱介質吸收水分。以產品之總重量計，燒結產品之所得最終水分為4重量%至12重量%水。在燒結之後，較佳將所獲得之"塊"(參看圖2)調節至所要溫度。此通常係以具有可調溫度(較佳在10℃與60℃之間)之氣流來進行。
在方法之第三步驟中，接著將聚結塊質構化以獲得即溶飲料粉末。質構化通常涉及切割或研磨該塊以形成具有所要平均直徑之粒子，其通常類似於經冷凍乾燥或聚結之即溶飲料產品。在本發明之一實施例中，本發明之產品未經冷凍乾燥。較佳藉由迫使聚結塊穿過篩孔尺寸在1mm與5mm之間、較佳為約2.5mm之篩來進行質構化。
接著進行過篩以便自產品移除"細料"或過大粒子。
視情況且有利地，執行另一乾燥步驟以便提供具有約2重量%至8重量%水之水分含量(以產品之總重量計)的燒結產品。最終產品較佳具有在2%與4.5%之間、更佳為約3.5%之水分含量。
所製造之即溶飲料粉末通常具有較佳在150-300g/L之間的敲緊密度。
與傳統製造方法相比，本發明方法在最終產品結構方面提供優勢。此在圖5中加以說明。
舉例而言，在傳統蒸汽聚結方法中，通常使初始粉末粒子在聚結噴嘴中暴露於蒸汽及特定壓力條件以使粒子碰撞。蒸汽部分地冷凝於粒子表面上，引起自玻璃態向橡膠態之狀態變化且產生允許粒子聚結之黏性表面。此方法通常在不到1秒鐘之時間範圍內發生。因此，可用於融合之粒子之間的接觸時間為極短的且需要劇烈狀態變化以使聚結發生。此劇烈狀態變化不僅涉及粒子表面而且影響粒子之內孔結構。因此，粒子失去其產生泡沫之能力。
相反，在本發明中，較佳使產品粉末展布成薄層且暴露於具有特定溫度及濕度之受控氣氛。緩慢發生濕氣及熱自該氣氛向產品之轉移以便使粒子表面處之狀態轉化可得以較好地控制。長接觸時間為緩慢粒子融合留出時間。其允許於表面處應用恰當程度之狀態變化，此正好為粒子於粉末層中在其接觸點處之所要融合所需，但並不影響內部截留氣體之內部結構。另外，因為粉末層在融合之後保持所要水平之粒子間孔隙率，所以此允許改良在重構後向最終產品中之水滲透，其加速粒子在杯中之崩解及溶解。快速崩解及溶解確保及時之氣體釋放，其對泡沫形成而言為必需的。
可藉由上述方法獲得之產品通常包含粒狀結構(參看圖1)。此類產品尤其適用於發泡即溶咖啡飲料。其作為一種增加在液體中重構後所產生之飲料泡沫之體積的方式亦可適用於發泡即溶卡布奇諾或拿鐵(latte)型飲料混合物，該等混合物係以含有蛋白質之發泡奶精粉末組合物(諸如美國專利第4,438,147號及BP 0 458 310或美國專利第6,129,943號中所述之發泡奶精組合物)調配。
藉助於以下非限制性實例進一步說明本發明。
實例
在以下實例中，除非另作說明，否則所有值均為重量百分比。
實例1 藉由在塔盤上燒結來製備聚結可溶咖啡產品
根據圖2中之流程圖製造可溶咖啡產品。粒子平均直徑為約D50 =200μm且水分含量為3.5g H2 O/100g產品的經噴霧乾燥之可溶咖啡粉末充當微粒前驅體。將此粉末展布於平坦多孔(孔尺寸100μm)之表面材料上，產品層厚度為10mm。接著將產品置於受控氣氛烘箱中，其中藉由以熱且濕之空氣對流將其加熱及加濕。空氣溫度為70℃且相對濕度為60%。在此過程期間，粒子被加熱且自濕空氣吸收水分。粒子在其接觸點處融合在一起(燒結)且形成聚結粒子塊。產品滯留時間為8min且所得產品水分為6.5g H2 O/100g產品。接著自烘箱移出產品且以環境空氣加以冷卻。將其自塔盤取出且穿過篩孔尺寸為2.5mm之篩。藉由篩分移除直徑為x<1mm之細粒子。在流化床中在10分鐘期間以50℃熱空氣將聚結物乾燥至最終水含量為3.5g H2 O/100g產品。以熱水(2g粉末/100ml熱水)重構產品且獲得覆蓋飲料表面之泡沫。泡沫外觀類似於自濃咖啡機獲得之經烘烤且研磨之咖啡飲料上的稱為"克麗瑪"之泡沫。
實例2 藉由帶式燒結製備粒狀可溶咖啡產品
根據圖2中之流程圖製造可溶咖啡產品。粒子平均直徑為約D50 =200μm且水分含量為3.5g H2 O/100g產品的經噴霧乾燥之可溶咖啡粉末充當微粒前驅體。使此粉末在傳動帶上均勻分布成一層，產品層厚度為5mm。該帶係由多孔材料(孔尺寸100μm)製成以便允許空氣滲透。接著將帶上之產品輸送至受控氣氛區中，其中藉由以熱且濕之空氣對流將其加熱及加濕。空氣溫度為70℃且相對濕度為65%。在此過程期間，粒子被加熱且自濕空氣吸收水分。粒子在其接觸點處融合在一起(燒結)且形成聚結粒子塊。產品在燒結區中之滯留時間為130s且所得產品水分為6.5gH2 O/100g產品。接著產品穿過冷卻區，其中將其暴露於經預乾燥之環境空氣。將燒結塊自傳動帶移除且穿過間隙尺寸為2.5mm之研磨機。藉由篩分移除直徑為D<0.630mm之細粒子。在流化床中在10分鐘期間以50℃熱空氣將顆粒乾燥至最終水含量為3.5gH2 O/100g產品。以熱水(2g粉末/100ml熱水)重構產品且獲得覆蓋飲料表面之泡沫。泡沫外觀類似於自濃咖啡機獲得之經烘烤且研磨之咖啡飲料上的稱為"克麗瑪"之泡沫。
用以評估發泡孔隙率、粒子孔隙率及開孔體積之汞孔隙率計
將AutoPore IV 9520用於結構評估(Micromeritics Inc. Norcrose,GA,USA)。Hg侵入之操作壓力為0.4psia至9000psia(低壓力為0.4psia至40psia且高壓力口為20psia至9000psia)。在此壓力下之孔徑介於500μm至0.01μm範圍內。所報導之資料為在不同孔徑(μm)下之體積(ml/g)。
精確稱量約0.1g至0.4g試樣且裝填於穿透計(體積3.5ml，頸部或毛細莖管直徑為0.3mm且莖管體積為0.5ml)中。
在將穿透計***較低壓力口之後，以1.1psia/min對試樣進行抽空操作，接著在0.5psia下轉至中等速率且在900μm Hg下轉至快速率。抽空目標為60μm Hg。在達到目標之後，繼續抽空操作達5分鐘，隨後填入Hg。
以設定時間之平衡方式進行量測。亦即，在設定時間之平衡(10sec)模式下有待獲取資料時之壓力點及於該壓力下之經過時間。在壓力範圍下收集約140個資料點。
根據汞及試樣固持器之初始體積獲得顆粒之總體積。在汞侵入達2微米之直徑後獲得開口直徑大於2微米之開孔(3)之體積。自顆粒總體積減去此體積得到顆粒之新體積，其包含閉孔(2)、開口直徑小於2微米之開孔(4)及咖啡基質之體積。藉由自顆粒新體積減去咖啡基質之體積來獲得顆粒中閉孔、開口大於2微米之開孔的體積。根據試樣重量及咖啡基質密度獲得咖啡基質之體積。發泡孔隙率為閉孔及開口直徑小於2微米之開孔的體積與顆粒新體積之比率。
可使用如US 60/976,229中所述之方法來量測前驅體粉末之粒子孔隙率。
在1微米至500微米之直徑範圍內每公克產品之開孔體積提供"開孔體積"。
藉由微電腦X射線斷層攝影術來測定咖啡粒子之內部結構
以具有80kV及100μA之X射線束之1172 Skyscan MCT(Antwerpen,Belgium)進行X射線斷層攝影術掃描。以Skyscan軟體(版本1.5(Build 0)A(Hamamatsu 10Mp相機))進行掃描，以Skyscan Recon軟體(版本1.4.4)進行重構，且用CTAn軟體(版本1.7.0.3，64位元)進行3D影像分析。
為獲得1μm之像素尺寸，將相機設置為4000×2096像素且將試樣置於Far位置。曝光時間為2356ms。在180°內進行掃描，旋轉步進為0.3°，且幀平均值為4。
平均地對800片進行資料集重構，設定對比度為0-0.25。將平滑及環假影抑制(smoothing and ring artefact reduction)分別設為1及10。
對1μm每像素資料集進行3D影像分析。該分析以兩個步驟進行：(i)第一步為選擇藉由排除粒子間空隙加以分析之粒子，(ii)第二步為獲得在所關注之所選區域中的孔隙率分布。藉由此技術獲得之發泡孔隙率值與藉由汞壓孔率測定法獲得之值極其一致。
粒子(亦即所關注之體積)的選擇
在255中30之灰階下將若干灰階之1μm每像素解析度之影像分段，藉由移除任何少於16個像素之單點來清理，且接著藉由數學形態學(3個像素之半徑)來擴大。經由收縮包裹操作(shrink-wrap function)對所關注之體積進行選擇，且接著藉由數學形態學(3個像素之半徑)對此體積作腐蝕運算以適應於粒子表面。
在所關注區域中之空隙空間分布
在255中40之灰階下將影像再加載且分段。接著將發泡孔隙率計算為孔體積與粒子體積之比率，粒子體積等於所關注之體積。結構分離得到孔尺寸分布。
1．．．本發明之粉末/顆粒
2．．．閉孔/內部空隙
3．．．開口直徑大於2微米之開孔
4．．．開口直徑小於2微米之開孔
6.1．．．用於讀取泡沫體積之塑膠標尺
6.2．．．貯水槽
6.3．．．重構容器之蓋
6.4．．．連接閥
6.5．．．重構容器
6.6．．．釋放閥
圖1為本發明之粉末的示意圖，其展示包含閉孔(2)、開口直徑大於2微米之開孔(3)及開口直徑小於2微米之開孔(4)的顆粒(1)。
圖2為本發明之方法的示意圖。
圖3展示比較具有不同燒結滯留時間之最終產品顆粒之微結構的SEM影像及微結構對泡沫品質之影響。
圖4A及圖4B呈現分別以兩種不同類型之即溶前驅體粉末燒結的本發明之即溶顆粒之X射線斷層攝影圖。
圖5根據SEM影像且就所得克麗瑪(crema)之量而言比較不同即溶產品。使用不同技術獲得所示產品，亦即，自左至右為藉由典型蒸汽聚結、典型冷凍乾燥及本發明之方法所製造的顆粒。
圖6為用以量測試樣之克麗瑪體積之設備的圖示，其中(6.1)為用於讀取泡沫體積之塑膠標尺，(6.2)為貯水槽，(6.3)為重構容器之蓋，(6.4)為連接閥，(6.5)為重構容器且(6.6)為釋放閥。
1．．．本發明之粉末/顆粒
2．．．閉孔/內部空隙
3．．．開口直徑大於2微米之開孔
4．．．開口直徑小於2微米之開孔

Claims (27)

  1. 一種即溶飲料粉末，其具有至少35%之發泡孔隙率、具有小於3mL/g之開孔體積且具有小於80微米之閉孔平均直徑D50 。
  2. 如請求項1之即溶飲料粉末，其中該即溶飲料粉末為顆粒。
  3. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該發泡孔隙率係在35%與85%之間。
  4. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該發泡孔隙率係由閉孔及開口直徑小於2微米之開孔的體積與排除開口直徑大於2微米之開孔之體積的聚集體體積之比率來獲得。
  5. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其特徵在於該開孔體積係在0.4mL/g與3mL/g之間。
  6. 如請求項5之即溶飲料粉末，其中考慮到直徑在1微米與500微米之間的孔的體積。
  7. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該等孔具有小於60微米之平均直徑D50 。
  8. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該即溶飲料為咖啡或含有菊苣、穀類、乳製品或非乳奶精之咖啡。
  9. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該即溶飲料係由菊苣及/或穀類製得。
  10. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該即溶飲料為可可粉、巧克力或麥芽飲料。
  11. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該粉末具有150-300g/L之敲緊密度。
  12. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該等粉末粒子之尺寸大於0.5mm。
  13. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其中該粉末之水含量係在2%與4.5%之間。
  14. 如請求項1或2之即溶飲料粉末，其未經冷凍乾燥。
  15. 一種如請求項1至14中任一項之粉末的用途，其用於製備即溶飲料。
  16. 如請求項15之用途，其中當在200mL之85℃去離子水中使用5g粉末時，該即溶飲料具有至少3mL之克麗瑪(crema)。
  17. 如請求項15或16之用途，其中該即溶飲料為咖啡。
  18. 一種製造即溶飲料粉末之方法，其包含以下步驟：a.提供多孔微粒基礎粉末；b.燒結該粉末以形成聚結塊；及c.使該聚結塊質構化以獲得即溶飲料粉末，其中該多孔基礎粉末之特徵在於其具有至少45%之粒子孔隙率，其中該等孔具有小於80微米之D50 直徑且具有小於4之孔徑分布跨度。
  19. 如請求項18之方法，其中該多孔基礎粉末具有150-600g/L之敲緊密度。
  20. 如請求項18或19之方法，其中在燒結之前將該多孔基礎粉末加濕。
  21. 如請求項18或19之方法，其中該燒結係在超過該燒結塊之玻璃轉移溫度35℃的溫度下進行。
  22. 如請求項18或19之方法，其中該燒結係在40-90℃下進行。
  23. 如請求項18或19之方法，其中該燒結係在潮濕氣氛下進行，該氣氛具有20%至80%之水分含量。
  24. 如請求項18或19之方法，其中該質構化係藉由迫使該聚結塊穿過篩孔尺寸在1mm與5mm之間之篩來進行。
  25. 如請求項18或19之方法，其中該即溶飲料粉末具有2%至4.5%之最終水含量。
  26. 如請求項18或19之方法，其中該即溶飲料粉末為咖啡粉末。
  27. 一種即溶飲料粉末，其可藉由如請求項18至26中任一項之方法來獲得。
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