制备低卡路里甜食产品的方法和甜食产品

摘要

本发明涉及一种用于生产甜食产品的方法，所述方法包括使结构化液体混合的步骤，所述结构化液体包含水、表面活性剂、助表面活性剂和非水性组分的热力学稳定的混合物。

说明书

本发明涉及低卡路里甜食产品和制备所述产品的方法。

甜食产品(例如巧克力、果仁糖等)为受欢迎的基于脂肪的产品。例如，巧克力的脂肪含量可从约25-约40重量%变化，取决于其为纯巧克力、牛奶巧克力或白巧克力，但其通常为约30-34重量%，基于巧克力的总重量。因此，巧克力和其它甜食产品为高卡路里产品。因此，不出意料地，甜食工业已进行许多尝试来降低这些甜食产品的糖、脂肪和卡路里含量。

这些尝试的实例包括加工方面、使用糖代用品(例如多元醇和/聚右旋糖)、使用专门的脂肪或使用专门的乳化剂。

US 5,776,536公开了一种降低的脂肪的巧克力，其包含脱脂巧克力和脂质囊泡(50-90重量%)，该脂质囊泡优选具有2-10个围绕中心腔的双层，从而包含包括表面活性剂的脂质相(20-40重量%)和包含甜味剂的水性相(60-80重量%)。

EP 986 959公开了一种用于冷冻产品的涂层，其为油包水型乳液，包含60-80重量%的水相、20-35重量%的脂肪相和0.5-8%的乳化剂。水相包含10-70%碳水化合物。

提供降低的卡路里的产品的其它途径包括EP 522 704，其公开了一种巧克力食品，该食品通过包括微粒化可可的水性糖溶液而改性，其中100%的水合可可颗粒的粒径为0.1-20微米，平均粒径为2-7微米。可可的水合微粒均匀分散遍布水性糖糊膏，以提供具有低水含量的可可糊膏，其脂肪也低，并且提供良好的香味。

然而，上述尝试无一提供具有浓郁香味和良好口感两者的低卡路里甜食产品。特别是，现有技术产品缺乏质地、熔化性能、坚固性和折断特性。对于现有技术巧克力型产品，这些缺点特别明显，其缺乏与常规巧克力的质地类似的质地和与常规巧克力的香味类似的可可香味。

因此，本公开目的在于提供一种制备改进的低卡路里甜食产品的方法以及产品本身。

本公开基于以下发现：使用如下描述的结构化液体允许提高甜食产品的水分含量从而降低产品的卡路里值。同时，结构化液体允许实现与卡路里未降低的产品的质地和香味非常相似的质地和香味。换言之，结构化液体允许甜食产品的高水分含量而不破坏质地和味道。有效地，低卡路里结构化液体可因此用于部分替代高卡路里成分，例如用水替代脂肪和糖。最终结果是降低甜食产品的卡路里值。

根据本公开的结构化液体具有独特的性质，在生产甜食产品(特别是巧克力型产品)中具有很大价值。当试图在巧克力型产品中加入水时，水将与固体相互作用，最终结果是聚集，这快速导致提高的粘度，并且最终导致不再能加工的巧克力块。例如，向巧克力块中加入最多5%水使加工窗口降低至少于1分钟，并且必需随后除去水分。5-10%水的含量导致几乎巧克力基质即时固化，而超过10%的水含量导致出现粘弹性性质，这确实妨碍所得到的块的加工。当使用根据本公开的结构化液体时不会遇到这些困难。

在根据本公开使用的结构化液体中，水不是“游离的”，而是以热力学和动力学稳定的状态被“捕集”。这导致非常有益的性质，例如当在巧克力型产品中加入结构化液体时很少聚集或不聚集。本公开使用的结构化液体的有益性质特别是其特殊润湿性能的结果，即，其能够在极性糖相和非极性甘油三酯相之间的界面处铺展。

在特别有用的实施方案中，这些结构化液体渗透并且润湿由水润湿的结晶糖形成的宏观相和可可脂之间的界面。因此，可如图1所示确定润湿性能。

该图示意性代表在亲水-亲脂平衡状态的混合物。在右上描述的状态显示结构化液体作为中间相c。其位于水相a和油相b之间的界面处并且在此处组织自身。如果除去中间相，其在(a/b)界面处形成透镜(左边表示)。然而，如果实现适当配制这样的结构化液体，可诱导从非润湿向润湿转变，如右下所描述。在这种情况下，结构化液体将在水相a和油相b之间的界面处铺展。

此外，发现结构化液体渗透被糖水围绕的糖晶体和脂肪组分(例如可可脂)之间的薄片。由于该润湿性质，水不与固体直接相互作用并且没有聚集发生。因此，加入根据本公开的结构化液体不显著影响产品块(例如巧克力或类似巧克力的产品块)的流动性质。因此，水分含量多于10%，同时保持巧克力或类似巧克力的块的味道和加工性两者。结果是，可降低产品的卡路里值，同时保持良好的加工性、味道和质地。

在本说明书和实例中，除非另外说明，否则所有百分比用最终产品的重量表示。

根据本公开，低卡路里甜食产品可为巧克力、类似巧克力的产品(例如，包含可可脂代用品或可可脂等价物)、涂层巧克力、用于冰淇淋的涂层巧克力、果仁糖、巧克力填充物、乳脂软糖、巧克力奶油、冷冻的巧克力奶油、挤出的巧克力产品等。低卡路里甜食产品可尤其为充气产品、棒或填充物形式。其还可为包含物、巧克力层、巧克力小块、巧克力块、巧克力滴或成型的巧克力。低卡路里甜食产品还可含有易碎的包含物，例如，谷物例如膨胀或烘烤的稻米，或干燥的果实块)。通常，这些干燥的果实块不需要为了避免从甜食产品吸收水分而涂覆。

这说明本公开的另一益处。根据本公开使用的结构化液体导致甜食产品较低的水活度，尽管水含量高。低水活度导致提高的储存寿命和简化许多甜食产品的加工和结构。由于本公开的甜食产品的低水活度，大大降低甚至消除对水分阻隔的需求。也就是，在根据本公开的甜食产品例如为填充物的情况下，其可与巧克力或威化组分直接接触，而无需水分阻隔。

总的来说，根据本公开的甜食产品的水活度为0.9或更少，优选0.8或更少，最优选0.7或更少。

在本说明书中，术语“非水性组分”或“脂肪相”应理解为包括可与油或脂肪混合的任何固体和/或液体成分，或者具有在环境温度下溶解于油或脂肪中的能力。

“水性相”为能与水混合的任何固体或液体成分，或者具有在环境温度下溶解于水中的能力。

不溶性颗粒(例如可可粉末、碳酸钙、二氧化钛或粒状淀粉)不属于脂肪相，也不属于水性相。

可用于根据本公开的结构化液体的表面活性剂特别为：

具有2-36个，优选6-24个，最优选8-16个碳原子的饱和或不饱和的脂肪酸(例如，油酸)，根据本公开的脂肪酸可具有一个或多个取代基，其中优选羟基取代基，根据本公开的脂肪酸还可具有多于一个羧基，其中优选两个或更少，特别是仅一个羧基；

甘油脂肪酸酯，其中脂肪酸残基衍生自以上定义的脂肪酸，包括以上脂肪酸的单甘油脂和二甘油脂，例如甘油单酯的乙酸酯、甘油单酯的乳酸酯、甘油单酯的柠檬酸酯、甘油单酯的琥珀酸酯、甘油单酯的二乙酰基酒石酸酯(例如，Sugin 471)和前述羧酸的甘油二酯(例如，Sugin 471)；

以上脂肪酸与糖和/或糖醇的聚氧乙烯酯，其中酯包含最多50个，优选15-40个，最优选15-30个氧化乙烯重复单元，例如，脱水山梨糖醇酯(例如，Crillet/ Lamesorb SML 20)；

以上脂肪酸的丙二醇单酯或二酯；

磷脂(例如，Solec CST35)；

卵磷脂(例如，Solec E-40-B，SE 40)，例如富集的卵磷脂(例如，solec FP40，高PC大豆卵磷脂)、分离的酶卵磷脂(例如，solec E-40-B)、酶改性的向日葵卵磷脂(例如，solec SE40)、水解的卵磷脂(例如，solec 500-E-M)、羟基化的卵磷脂(例如，Solec 8120/8140/8160)和脱油的卵磷脂；

磷脂；

以上定义的脂肪酸的糖酯(例如，Sorbester 60/80)，尤其是以上脂肪酸与蔗糖的单酯、二酯和三酯，由蔗糖和以上脂肪酸的甲酯和乙酯制备或通过由蔗糖甘油脂(例如，Sisterna L70C_-)、聚甘油酯、聚甘油聚蓖麻油酸酯萃取；

糖醚；

聚甘油酯，尤其是具有3-10个，优选3-8个重复甘油单元的聚甘油酯，其中酯衍生自以上脂肪酸；

具有2-5个甘油重复单元和2-个蓖麻油-衍生的脂肪酸基团的聚甘油-聚蓖麻油酸酯[PGPR] (例如，Admul WOL 1408/1403，Palsgaard 4125/4150)；

以上脂肪酸的脱水山梨糖醇酯(Sorberster 60 & 80)、聚山梨酸酯(ADMUL-T-60-K，ADMUL-T-80-K)和它们的混合物。此外，所有酯在酯官能中可包括最多(C₁-C₆)的链脂肪醇。

不限制本公开使用的表面活性剂和它们的混合物，只要当加入助表面活性剂后它们能在期望的温度下形成所需的结构化液体。然而，发现将亲水亲脂平衡[HLB]高于10，优选高于12的表面活性剂(例如，富集的卵磷脂、糖衍生的表面活性剂、聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单油酸酯、聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单硬脂酸酯)与亲水亲脂平衡[HLB]低于5，优选低于3的表面活性剂(例如，PGPR或甘油单酯/甘油二酯)适当混合，在适当的温度范围内可导致期望的结构化液体。

低HLB (HLB≤5)表面活性剂可选自宽范围的聚甘油聚蓖麻油酸酯(PGPR；低和高级别)、脂肪酸的甘油酯、甘油单酯、甘油二酯(sugin系列471)、乙氧基化的甘油单酯、以上脂肪酸的聚甘油酯、以上脂肪酸的甘油酯、以上脂肪酸的脱水山梨糖醇酯、以上脂肪酸的蔗糖酯和它们的混合物。

高HLB (HLB≥10)表面活性剂可选自甘油单酯和甘油二酯的乙酸酯、甘油单酯和甘油二酯的乳酸酯、甘油单酯和甘油二酯的琥珀酸酯、甘油单酯和甘油二酯的二乙酰基酒石酸酯、聚脱水山梨糖醇酯、以上脂肪酸的聚甘油酯、卵磷脂、以上脂肪酸的蔗糖酯和它们的混合物。

本公开的助表面活性剂为乳酸正丁酯和C1-C8羧酸(尤其是天然存在的酸如柠檬酸)的其它酯，在酯官能中包括具有多于3个碳原子，优选3-8个碳原子的碳链。此外，还可使用甘油单酯和甘油二酯、Sugin 471 PH 60 (以上脂肪酸的甘油单酯、甘油二酯)、Sugin 472c-hi (甘油单酯和/或甘油二酯的柠檬酸酯)。

助表面活性剂应选自低HLB范围，以用作具有高HLB值的优选卵磷脂的配对物。

表面活性剂和助表面活性剂的量取决于甜食产品中水的量。总的来说，表面活性剂和助表面活性剂的量应少于30%，优选少于20%，最优选少于15%，或甚至少于10%。

用于本公开的结构化液体为水、表面活性剂、助表面活性剂和非水性组分的自组装混合物。包含这些组分的组合物导致超分子结构，基于弱的相互作用。它们可采用亚微乳液、层状结构或双连续相形式。结构的性质是次要重要的并且为组成和温度的函数。就本公开的目的而言，任何这样的自组装形式是可用的。

本文中称为结构化液体的超分子结构为自组装的并且在严格的热力学意义上热力学稳定，即，它们处于最低吉布斯自由能状态。与仅动力学稳定的常规乳液相反，根据本公开的结构化液体为热力学稳定的。因此，结构化液体不分解，只要成分本身不分解。

如在图3中说明的，在液滴的表面上吸附表面活性剂和助表面活性剂降低油与水之间的界面张力至非常低的值。此外，降低表面活性剂和助表面活性剂的本体浓度既在本体中又在界面处降低它们的化学势，因此降低系统的自由能。

在微观尺度上，决定亚微乳液的微结构的主要参数是两亲界面膜的局部曲率。反过来说，控制曲率是终极目的，以允许选择任何期望的结构。最重要的参数是界面膜在没有外力、热波动或守恒约束存在下采用的自发曲率H₀ (R. Strey, Colloid and Polym. Sci. 272，1005 (1994))。

三元水(A)-油(B)-非离子表面活性剂(C)系统的相行为的变化与非离子表面活性剂膜的自发曲率的变化紧密关联。当表面活性剂主要位于形成油溶胀胶束的富水相，疏水链指向该胶束内部时，两亲膜包住油，而自发曲率计为正。作为所选的调节参数(即，温度或醇含量)的函数，两亲膜的自发曲率从正到负逐渐变化。局部地，平面两亲膜可见于代表亚微乳液的最优状态的                                               点附近。当表面活性剂主要位于形成水溶胀胶束的富油相，亲水头指向反向胶束内部时，两亲膜包住水，而自发曲率计为负。这一点在图4中说明。

除了组分类型以外，它们的共同特征在于结构，即，在亚微米尺度上形成液滴、层或双连续相。液滴尺寸或层厚度通常低于10μm，并优选低于1μm。由此，还观察到根据本公开的结构化液体通常为透明的。

与例如不透明的常规乳液相反，由于液滴大(通常大于10 μm>1 μm)，根据本公开的结构化液体在静置后不分离。它们在热力学和动力学上稳定。

形成这样的结构化液体取决于温度和浓度，如在图2中说明的。图2代表通过吉布斯相棱镜的Τ(γ)-截面，显示用于本公开中结构化液体的混合物与温度和组成相关的相行为。由低表面活性剂质量分数γ开始，观察到单体溶解（monomerically dissolved）的表面活性剂的两相区域。一旦存在足够的表面活性剂，在中间温度下形成三相区域，用3表示。在较低温度下，可观察到用2表示的状况。在该区域中，存在与油过量相共存的包括油溶胀胶束的水连续相。在三相区域以上的较高的温度下，可观察到用2(上横杠)表示的反向状况。在进一步加入表面活性剂之后，形成用1表示的完全溶解油和水的一相区域。在该一相区域中，可发现多种不同的亚微米聚集结构。在从3到1的交叉附近，形成双连续的海绵状结构。如果表面活性剂含量进一步提高，可在低温下发现在水连续相中分散的油液滴，而在高温下发现在油连续相中的水液滴。在那两种结构之间，可观察到层片状结构，用L_α表示。通过改变表面活性剂比率和温度，可按需精细调节结构。

为了制备结构化液体，可如下继续。在第一步，限定油与油加水的比率(按重量计)α和总表面活性剂质量分数γ (γ为表面活性剂质量除以总样品质量)。对于助表面活性剂，通过限定助表面活性剂质量分数δ (δ为助表面活性剂的质量除以总表面活性剂质量)，来分开不同表面活性剂之间的表面活性剂质量。当组成这样的系统时，水与油比率可在宽的限度内变化，只要在给定所选的比率和温度下形成结构化液体。对于每个组成和温度，需要实验上测定是否为这种情况。通过评价一些样品，本领域技术人员可估计对于给定组成的相行为。

总的来说，不限制水与非水性化合物的比率。然而，优选其中水的量为25%、20%或10%和更少的结构化液体。

在本公开中使用的结构化液体中，表面活性剂优选使用的量小于10%，更优选3-7%，最优选5-6%，基于结构化液体的重量。

助表面活性剂的用量小于20%，优选小于15%，最优选2-12%，基于结构化液体的重量。

在结构化液体中，水与表面活性剂和助表面活性剂的比率超过1.5，优选在3或更高的范围。

助表面活性剂用于降低表面活性剂的量，从而避免异味的风险。因此，通过适当调节表面活性剂与助表面活性剂的比率，可降低表面活性剂的总量，从而达到有利的味道。在实践中，可如下确定表面活性剂和助表面活性剂的含量：为了理解表面活性剂与助表面活性剂之间的相互作用，必须确定在恒定温度(例如，工作温度)和恒定的水性与非水性组分比率下的准三元吉布斯相三角形。从而可只取决于它们的相对比率而分析讨论的表面活性剂和助表面活性剂的相行为。从而可在三角形中定位呈现所需的结构化液体的区域，从而可据此调节表面活性剂与助表面活性剂的比率。

在根据本公开的结构化液体中，有益的是加入糖、糖醇、多元醇等。加入这些化合物可用于降低亲水性，并且在糖醇的情况下，还可用于进一步降低根据本公开的甜食的卡路里值。优选，调节这些糖和糖醇的量，其方式使得可降低所必需的助表面活性剂的量。就像助表面活性剂一样，它们可用作温度调节试剂，从而控制结构化液体中期望的结构。当加入到亲水表面活性剂(例如，卵磷脂)中时，温度调节试剂具有与疏水助表面活性剂(例如，乳酸丁酯)相同的效果。其诱导相反转，而不改变温度。

最多30重量%，优选最多25%，最优选最多20%的水性相可被期望的糖/糖替代品(例如，赤藻糖醇)替代。然而，不期望使用非常大量的糖，因为这可能提高卡路里值和降低水的量。任何糖(蔗糖、多元醇等)可促使SME/结构化液体的亲水特性的改变，并且其还支持提高表面活性剂效率的作用(总表面活性剂含量低)。

虽然以上总体范围用作指导，但重要的是根据本公开的结构化液体为大致透明的混合物，而没有微观相分离。也就是，虽然在微观上，即，在小于10 μm或甚至小于1 μm，优选小于0.1 μm的尺度上，可存在单独的相(参考以上图1的讨论)，但不发生相分离。

本公开的低卡路里甜食产品可包含其它成分，例如调味剂、着色剂或牛奶成分。调味剂可增加咖啡香味或香草、覆盆子、橙、薄荷、柑橘、草莓、杏或薰衣草香味、它们的任何混合物和任何其它果实、坚果或面粉调味剂等。牛奶成分可为液体牛奶或奶粉，为全脂、部分脱脂或脱脂以及脱乳糖化或未脱乳糖化的。

低卡路里甜食产品可包含糖。这些糖包括蔗糖、果糖、糖代用品例如多元醇(例如，熔化或乳糖醇异麦芽酚、赤藻糖醇、山梨糖醇、甘露醇、木糖醇)或填充剂如聚右旋糖或其它甜味剂如塔格糖或高强度甜味剂如糖精阿司帕坦、环己氨基磺酸盐或它们的任何组合。

甜食产品可包含脂肪组分。该组分可选自甜食可可脂、可可脂替代物、可可脂代用品、可可脂改进剂或可可脂等价物等。

可可脂代用品可为由得到的棕榈树果实的果仁通过分离和/或氢化棕榈果仁油得到的月桂脂肪。其包含约55%月桂酸、20%肉豆蔻酸和7%油酸。可可脂替代物不能与可可脂混合。可可脂等价物为具有与可可脂类似的化学和物理特性的植物脂肪，其通过将其它脂的不同分离物共混或通过相互酯化而得到，并且在任何配方中，可与可可脂互换使用。可可脂代用品由非月桂植物脂肪形成，其可与可可脂混合，但是仅以有限的比例；它们具有与可可脂类似的物理特性而非化学特性。可可脂代用品可用于部分基于可可块或可可脂的配方。

可可脂改进剂比可可脂等价物更硬，其不仅在相容性方面等价，而且还提高可可脂的一些较柔软品质的硬度。

总的来说，本公开的目的是提高甜食产品的水分含量。也就是，例如，在甜食产品为巧克力或类似巧克力的产品的情况下，本公开的目的是水分含量为30%或更少，优选20%或更少，最优选10-15%。如果根据本公开的甜食产品为填充物，期望多于15%，优选多于20%的水分。

值得注意的是，制备结构化液体不需要特定的设备，例如，用于实现高剪切处理。结构化液体为自组装系统，其呈现热力学和动力学稳定性。因此，它在组分的简单混合后形成。

根据本公开，可采用本领域已知的方式将结构化液体与甜食物质混合。关于应如何加工结构化液体，没有特殊限制。可使用标准加工设备，例如标准混合机和挤出机等，这是有益的。通过低至温和的混合，在巧克力基质或类似食品组合物中加入这样的结构化液体可发生。该有益方面同样是由于以下事实：水不是游离的而是结合的，并且可看作被包住。由于结构化液体也用作混合物的水性与非水性组分之间的润滑剂，其在甜食物质的加工中也增加流变学改进。

根据本公开的优选甜食产品为巧克力或类似巧克力的产品。

实施例

实施例1 低卡路里牛奶巧克力

将含有26%脂肪和1%水分的低脂牛奶巧克力基料(387 kcal/100g)与以下结构化液体[一相区域和层状相的交点]混合：

37% H₂O，

16%赤藻糖醇，

5%可可脂，

30% Solec TM8120 (卵磷脂表面活性剂)和

12%乳酸丁酯。

在30℃下，在标准混合机中，以100 rpm将结构化液体与巧克力基料混合5分钟。结果是具有可接受的味道的巧克力基质。该基质含有30%脂肪和10.8%水分。

结构化液体的组合(363 kcal/100g，与之相比，在标准牛奶巧克力基料情况下为550 kcal/100g)允许提供具有标准脂肪含量(30%)的巧克力基质，但是具有显著较低的卡路里值。

实施例2 低卡路里牛奶巧克力

在相同的条件下，将前述牛奶巧克力基料与以下结构化液体[层状相]混合

58.8% H₂O，

25.6%赤藻糖醇，

8.6%可可脂，

5% Solec TM8120 (卵磷脂表面活性剂)和

2%乳酸丁酯

以得到无异味的牛奶巧克力基料。这样得到的牛奶巧克力基料的卡路里值为341 kcal/100g。

实施例3 黑巧克力

在31℃下，在标准混合设备中，以100 rpm将具有41%脂肪含量和0.5%水分含量的黑巧克力基料与以下结构化液体[层状相]混合5分钟。

58.8% H₂O，

25.6%赤藻糖醇，

8.6%可可脂，

5% Solec TM8120 (卵磷脂表面活性剂)和

2%乳酸丁酯。

结果是具有少于30%脂肪和22.7%水分的黑巧克力基质。黑巧克力基质不具有异味。

随后，改变组成，并且注意到，在结构化液体中的可可脂被油替代的情况下，最终产品将显示特别滑的口感。通过在成品中提高水分含量，可实现类似的效果。取决于所用的结构化液体的量，最终制剂可用作具有硬的、半软的或液体质地的填充物。