Текучие эмульсии, содержащие воду и масло и включения газовых пузырьков
Номер патента: 3174
Опубликовано: 27.02.2003
Авторы: Беньяминс Ян, Флоэтер Экхард, Ван Гелдер Ровди, Эффей Йохен
Формула / Реферат
1. Текучая эмульсия, содержащая воду и масло, включающая непрерывную масляную фазу, и диспергированную водную фазу, и газовые пузырьки, в которой указанные газовые пузырьки диспергированы существенно в водной фазе.
2. Текучая эмульсия по п.1, включающая от 20 до 98 вес.% масляной фазы и от 80 до 2 вес.% водной фазы, причем водная фаза включает от 5 до 20 об.% газа так, чтобы средняя плотность водной фазы отличалась от средней плотности масляной фазы не больше чем на 5%.
3. Текучая эмульсия по любому из пп.1-2, в которой газ является азотом или воздухом или их сочетанием.
4. Текучая эмульсия по любому из пп.1-3, которая обладает стабильностью к осаждению после 1 месяца хранения при 5шC, причем объем образовавшегося при хранении масляного слоя составляет менее 20 об.%.
5. Способ получения текучей эмульсии, содержащей воду и масло, по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что способ включает следующие стадии:
а) получение водно-пенного раствора;
б) смешивание указанного водно-пенного раствора с жировой фазой;
в) диспергирование указанного водно-пенного раствора в жировой фазе при встряхивании, причем указанный способ включает стадию, в которой капли воды, имеющие плотность, приблизительно соответствующую плотности масла, отделяются от других капель воды.
6. Способ по п.5, в котором отделение включает стадию центрифугирования.
7. Способ повышения стабильности текучей эмульсии воды в масле посредством введения газовых пузырьков в водную фазу указанной жидкой эмульсии.
Текст
1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к текучей эмульсии, содержащей воду и масло и включающей жировую фазу, и диспергированную водную фазу и пузырьки газа. Кроме того,изобретение относится к способу получения таких продуктов. Уровень техники Известны текучие эмульсии жира и водной фазы. Примерами являются эмульсии воды в масле, такие как жидкие маргарины. Дополнительными примерами являются эмульсии масла в воде, такие как приправы или соусы. В эмульсиях воды в масле диспергированная водная фаза присутствует в виде капелек воды. Полагают, что текучие продукты легко дозируются, и поэтому они являются желаемыми продуктами. Считается, что весьма важной является физическая стабильность при хранении продуктов типа текучей эмульсии воды и масла. Жидкие или текучие эмульсии могут быть относительно нестабильными в связи с тем, что капельки воды, которые являются частью диспергированной водной фазы, могут осаждаться вниз эмульсии. Там, где в настоящей заявке сделана ссылка на "стабильную" систему, имеется в виду, что устраняется явление осаждения одной фазы. Осаждение наблюдается для продуктов, содержащих жировую фазу и диспергированную водную фазу, в результате чего капли воды опускаются на дно сосуда, где образуется слой капель воды. Одновременно, сверху продукта может образоваться масляный слой, хотя наибольшая часть масла все же остается в слое эмульсии. В крайних случаях осаждение может привести к образованию отдельной водной фазы и отдельной масляной фазы. Образование такого масляного слоя называется выделением масла. Осаждение водной фазы также может оказывать вредное воздействие на потребительские свойства продукта, так как функциональные компоненты могут быть частью осаждающейся водной фазы. Разделение фаз в эмульсии вода в масле является нежелательным для потребителя, который обычно требует, чтобы закупленный продукт оставался неповрежденным и неизменным при хранении. Известно, что разделение жидкого маргарина на два слоя можно преодолеть, по меньшей мере частично, путем выбора конкретной жировой композиции твердого сырья. Однако твердое сырье, которое улучшает стабильность жидких маргаринов, часто приводит к продуктам с повышенной вязкостью и пониженной текучестью. Такая повышенная вязкость может быть нежелательной для текучих продуктов. 2 Более того, применение жиров, содержащих (поли)ненасыщенные триглицериды, часто является более предпочтительным, чем использование отвержденных твердых жиров с насыщенными углерод-углеродными связями. Поэтому имеется потребность в продуктах стабильных при хранении, которые не содержат или имеют пониженное содержание твердого сырья по сравнению с продуктами, которые в настоящее время поступают на рынок и обычно содержат приблизительно от 3 до 5 вес.% твердого сырья. Из уровня техники известны и другие способы повышения физической стабильности текучих эмульсий воды в масле. В GB-A-1333938 раскрыто, что разделение жидкого маргарина на два слоя можно преодолеть, по меньшей мере частично, путем введения в эмульсию газовых пузырьков в количестве, стабилизирующем эмульсию. Согласно этому документу, содержание газа в текучем маргарине составляет от 0,5 до 20% по объему. Стабилизирующий газ может быть введен в воду в эмульсии масла, которые содержат все компоненты, до или после стадии охлаждения. Полагают, что в этом способе большая часть газовых пузырьков остается в жировой фазе. Кроме того, в WO-A-94/12063 раскрыто использование газовых ячеек в пищевых продуктах. Описаны водные непрерывные пищевые продукты, такие как пасты с низким содержанием жира и приправы; указанные продукты содержат газовые ячейки и имеют термодинамическую стабильность, превышающую 2 недели. Более чем 90% от числа газовых ячеек в указанных пищевых продуктах имеют средний размер D3,2 частиц меньше чем 20 мкм. Эти газовые ячейки получают, подвергая продукт большому усилию сдвига (замес), или предварительного смешивания. Хотя для некоторых из описанных выше продуктов наблюдается некоторое улучшение стабильности в отношении разделения фаз, раскрытые выше способы и продукты часто не дают удовлетворительных результатов с точки зрения стабильности при хранении. С продуктами из уровня техники возникают многочисленные проблемы. Наличие газовых ячеек практически только в непрерывной жировой фазе приводит к продуктам, для которых наблюдается нежелательное повышение вязкости, по сравнению с продуктами, которые не содержат, или почти не содержат воздуха, введенного в жировую фазу. Применение твердого жирового сырья, которое содержит много насыщенных триглицеридных жиров, является нежелательным,поскольку с точки зрения полезности для здоровья более предпочтительно использование (поли)ненасыщенных жиров. Сущность изобретения В настоящем изобретении неожиданно было обнаружено, что отмеченные выше проблемы 3 могут быть преодолены с помощью жировой непрерывной эмульсии воды и масла, содержащей водную фазу, в которой газовые пузырьки диспергированы преимущественно в водной фазе. Соответственно, настоящее изобретение предоставляет текучую, содержащую воду и масло эмульсию, включающую непрерывную масляную фазу, и диспергированную водную фазу, и газовые пузырьки, отличающуюся тем,что указанные газовые пузырьки диспергированы преимущественно в водной фазе. В другом аспекте изобретение относится к способу получения эмульсии согласно изобретению. Подробное описание изобретения Текучие эмульсии представляют собой эмульсии, имеющие параметр Bostwick больше чем 12, предпочтительно больше чем 15, при температуре 15 С. Способ определения параметра Bostwick описан в примерах. Там, где в тексте описания изобретения упоминаются интервалы, выражение "от а до b" означает интервал "от и включая а вплоть до и включая b", если не указано иное. Термин газовые пузырьки относится к отдельным блокам газа, которые все являются частью диспергированной газовой фазы. В этой заявке термины "газовые ячейки" и"газовые пузырьки" используются как взаимозаменяемые." В этой заявке термины "масло" и "жир" используются как взаимозаменяемые. Эмульсии согласно изобретению содержат дисперсную водную фазу и непрерывную жировую фазу. Текучими продуктами согласно изобретению являются, например, приправы, соусы, жидкий маргарин. Жидкий маргарин является текучей эмульсией воды в масле, содержащей обычно от 1 до 40%, предпочтительно от 5 до 30 вес.% воды от общего веса продукта. Настоящее изобретение является особенно применимым для текучих эмульсий воды в масле, содержащих от 1 до 40 вес.% водной фазы на весь продукт. В предпочтительном варианте воплощения напитки не входят в термин "эмульсия". Было установлено, что введение газовых пузырьков преимущественно в водную фазу эмульсий воды в масле приводит к продуктам,которые стабильны в отношении осаждения, по меньшей мере, в течение 4 недель и часто даже в течение, по меньшей мере, 2 мес. при температуре хранения от 4 С до температуры окружающей среды. Эмульсии согласно изобретению являются стабильными при хранении. Это означает, что указанные продукты предпочтительно не дают выделения жировой фазы или водной фазы после хранения при температуре от 4 С до температуры окружающей среды в течение периода 4 4 недель, предпочтительно 2 мес., наиболее предпочтительно 3 мес. Для эмульсий воды в масле эту стабильность можно измерить с помощью теста, в котором эмульсию хранят при температуре приблизительно 5 С в течение 6 недель. Спустя определенный период хранения проверяют образование масляного слоя вверху эмульсии. Для предпочтительных продуктов объем образовавшегося масляного слоя спустя 1 мес. хранения составляет менее 20 об.%, более предпочтительно, менее 10 об.%, еще более предпочтительно, менее 3 об.%, наиболее предпочтительно, менее 1 об.% от всей эмульсии. Метод определения объема масляного слоя описан в примерах. Такая улучшенная стабильность является неожиданной, поскольку на основании общих знаний специалист в этой области техники не мог ожидать, что простое добавление газа в водную фазу эмульсии воды в масле может дать желаемое улучшение стабильности. Более того, было обнаружено, что эмульсии согласно изобретению, содержащие газовые пузырьки преимущественно в водной фазе, обладают улучшенным качеством в отношении разбрызгивания. Для получения желаемого эффекта по плотности, согласующего водную фазу и масляную фазу, газовые пузырьки, содержащиеся в продуктах согласно изобретению, должны быть диспергированы преимущественно в водную фазу указанных эмульсий. Это означает, что предпочтительно, по меньшей мере, 50 об.%,более предпочтительно, по меньшей мере, 70 об.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 80 об.%, наиболее предпочтительно 90100 об.% всех газовых пузырьков диспергированы в водной фазе, в то время как оставшаяся часть газовых пузырьков может находиться в жировой фазе. Статистическое распределение газовых пузырьков, например, в маргарине, известно из патента Великобритании А-1333938. Было найдено, что такие продукты часто являются нестабильными при хранении. Было установлено, что наличие газовых пузырьков в водной фазе влияет на среднюю плотность капелек воды. Найдено, что введение газовых пузырьков в указанную водную фазу обеспечивает регулирование плотности диспергированных капель водной фазы. Такое регулирование определяет физические свойства текучей эмульсии воды в масле. Если газовые пузырьки присутствуют в диспергированных капельках воды в эмульсии воды в масле, то они могут снизить плотность указанных капель воды. Считается, что объем газа в каплях воды определяет их плотность. Если относительный объем газа в каждой капле воды такой, что плотность капель воды ниже плотности масла,то капли воды будут даже подниматься на по 5 верхность системы. Это явление также называется расслаиванием диспергированной водной фазы. Предполагается, что выбор желаемого относительного объема газа в капле вполне соответствует компетенции специалиста в этой области техники, руководствующегося рекомендациями, которые приведены в описании. Газовые пузырьки могут иметь любой размер. Однако для эмульсий воды в масле будет применимо, чтобы размер газовых пузырьков ограничивался размером капель воды, которые составляют диспергированную водную фазу. В предпочтительном варианте воплощения, по меньшей мере, 80 об.% общего объема газа в эмульсии находится в виде газовых пузырьков,имеющих величину среднего диаметра между 0,5 и 25 мкм. Предпочтительная величина среднего диаметра газовых пузырьков составляет менее 10 мкм, более предпочтительно, от 1 до 5 мкм. Капельки воды в эмульсиях воды в масле,соответствующих предпочтительному варианту воплощения изобретения, могут включать один или более газовых пузырьков в одной капле, в зависимости от относительного размера капель воды по сравнению с размером газовых пузырьков. Если присутствуют небольшие газовые пузырьки с диаметром от 0,1 до 0,4 мкм, то в капельке воды может присутствовать несколько газовых пузырьков. Найдено, что общее количество газа, присутствующего в эмульсии согласно изобретению, зависит от поставленной цели. Предпочтительно, количество газа является таким, чтобы плотность водной фазы была приблизительно равна плотности жировой фазы. Обнаружено,что количество газа, например, от 1 до 20 об.% водной фазы, приводит к удовлетворительным результатам. Предполагается, что выбор соответствующего количества газа находится в пределах компетенции специалиста в этой области техники. Объемный процент газа в водной фазе можно определить методом CSLM, или измеряя плотность выделенной водной фазы и сопоставляя измеренную плотность с плотностью воды,не содержащей введенных газовых пузырьков. Предпочтительное количество газа в водной фазе составляет от 5 до 20 об.%. В соответствии с более предпочтительным вариантом воплощения, изобретение относится к текучей эмульсии, содержащей от 20 до 98 вес.% жировой фазы и от 80 до 2 вес.% водной фазы, причем эта водная фаза включает от 5 до 20 об.% газа, так чтобы средняя плотность водной фазы отличалась от средней плотности масляной фазы не больше чем на 5%. В заявляемых продуктах газовые пузырьки могут содержать любой газ, например, выбранный из группы, состоящей из инертного газа,такого как азот, гелий, аргон и т.п.; кислорода и воздуха. Весьма предпочтительными газами 6 являются азот, аргон, кислород, воздух и/или их сочетания. Жировая фаза может включать любой жир,но более предпочтительной является жировая фаза, обогащенная триглицеридами, включающими остатки (поли)ненасыщенных жирных кислот. Поэтому предпочтительно жир выбирают из группы, состоящей из подсолнечного масла, соевого масла, рапсового масла, хлопкового масла, оливкового масла, кукурузного масла, арахисового масла, или низкоплавких фракций бутербродного масла и/или их сочетаний. Эти масла могут быть частично гидрированными. Кроме того, жировая фаза может включать сложные полиэфиры сахарозы (СПЭ). Кроме этих жиров продукт необязательно включает компонент твердого жира, выбранный из группы, состоящей из отвержденного рапсового масла, отвержденного соевого масла, отвержденного хлопкового масла, отвержденного кукурузного масла, отвержденного арахисового масла, пальмового масла, отвержденного пальмового масла, фракций пальмового масла, отвержденных фракций пальмового масла, бутербродного масла, или фракций бутербродного масла. Эти масла необязательно частично или полностью гидрируются для того, чтобы получить желаемые структурные свойства. Этот твердый жир может отчасти использоваться для обеспечения стабильности продуктам, в добавление к стабильности, полученной с помощью водной фазы, содержащей газовые пузырьки. Учитывая потенциальные недостатки присутствия твердого жира, такие как повышенная вязкость и пониженная текучесть, предпочтительное количество твердого жира составляет менее 2 вес.%, более предпочтительно, менее 1 вес.%. Наиболее предпочтительно, твердый жир практически отсутствует в продуктах согласно изобретению. Для дополнительного увеличения стабильности продукта и для уменьшения коалесценции капель воды продукт согласно изобретению предпочтительно содержит эмульгатор. Подходящими эмульгаторами являются,например, Admul Wol, сложные эфиры полиглицерина, сложные эфиры сахарозы, частичные глицериды, лецитины и другие, и их смеси. Предпочтительное количество эмульгатора составляет от 0,1 до 3 вес.%, более предпочтительно от 0,5 до 1,2 вес.% на весь продукт. Кроме упомянутых выше компонентов,эмульсии согласно изобретению могут необязательно содержать дополнительные компоненты,подходящие для использования этих продуктов. Примерами этих материалов являются сахар или другие материалы - подсластители, этилендиаминтетрауксусная кислота, специи, соль, наполнители, яичный желток, стабилизаторы, ароматизирующие вещества, окрашивающие вещест 7 ва, кислоты, предохранители, частицы овощей и т.д. Другими подходящими компонентами, которые могут быть включены в эмульсии согласно изобретению, являются агенты, уменьшающие разбрызгивание, такие как лецитин, их соли или сочетания. Обычно остальную часть композиций согласно изобретению составляет вода. Продукты согласно изобретению могут быть получены обычными способами, которые известны специалисту в этой области техники. Например, готовят премикс, содержащий все компоненты, с последующей гомогенизацией и перемешиванием для того, чтобы получить подходящую эмульсию. По желанию, может быть осуществлена кристаллизация твердого жира,если он присутствует, или как предшествующая стадия, или как технологическая стадия, на которой премикс охлаждается в одном или нескольких теплообменниках с зачищенной поверхностью. На такой стадии также может протекать процесс эмульгирования. С другой стороны, эмульгирование также может быть осуществлено с помощью других приемов, таких как например, мембранное эмульгирование и т.п. В соответствии с предпочтительным вариантом воплощения, водную фазу, содержащую газовые пузырьки, получают в отдельной стадии, и после этого ее смешивают с другими компонентами, такими как жировая фаза. Газовые пузырьки могут быть введены в водную фазу на месте (in situ) или в отдельной стадии в водную фазу или ее часть. Предпочтительно, газовые пузырьки вводят в объем водной среды в отдельной стадии, и полученную водную среду, содержащую газовые пузырьки,добавляют к оставшейся части водной фазы конечного продукта. Если газовые пузырьки вводятся in situ, то водная среда может содержать часть компонентов конечного продукта. Газ можно вводить в водную среду различными способами. Удобные способы описаны, например, в документе WO-A-94/12063. В соответствии с одним вариантом воплощения газ вводится в водную среду с использованием смесителя с высокой степенью сдвига,например, миксера Kenwood Chef, коллоидной мельницы, плиточного смесителя, кавитационного смесителя Silverston. Предпочтительно, когда при формировании газовых пузырьков в водной среде присутствует подходящий загуститель. Подходящими загустителями являются, например, сахара,(гидроксиалкил)целлюлозы, гидролизованные крахмалы или их сочетания. Предпочтительно, количество загустителя таково, что вязкость среды, в которую с помощью сдвига вводят газовые пузырьки, составляет от 0,1 Пас до 20 Пас при 5 С и скорости 8 сдвига 100 с-1. Количество загустителя составляет от 0,1 до 10 вес.% на водную фазу, в которую вводятся газовые ячейки. Температура, при которой получают газовые ячейки, предпочтительно изменяется между 5 и 25 С, причем предпочтительной является температура от 15 до 20 С. Было найдено, что за счет увеличения вязкости и/или снижения температуры водной среды, в которой получаются газовые ячейки, увеличивается эффект миксера по уменьшению размера газовых ячеек. Образовавшаяся водная среда, содержащая газовые пузырьки, также называется "пеной". Эта пена смешивается с оставшимися компонентами водной фазы посредством гомогенизации. В последующем образовавшийся раствор вода-пена подмешивается в жировую фазу. На этой стадии можно применять традиционные способы обработки эмульсий воды в масле. Количество пены, которое можно добавлять, зависит, наряду с другими параметрами, от плотности пены, которую можно определить по следующей формуле: 1/масла (1-x)/воды + x/пены,гдеозначает плотность соответствующей фазы и х - это весовая доля фазы. Предпочтительно добавляют столько пены, чтобы средняя плотность образовавшейся водной фазы отличалась от плотности жировой фазы максимум на 5%. Полученная водная фаза, которая содержит газовые пузырьки, может использоваться при последующем получении конечного продукта,например, для получения перекачиваемой маслянистой композиции (т.е. жидкого маргарина). В предпочтительном способе водную фазу,содержащую газовые пузырьки, подмешивают в масляную фазу при повышенной температуре, и за счет этого устраняется высокий сдвиг. Если в конечном продукте содержится небольшое количество отвержденного жира, такого как отвержденное рапсовое масло, предпочтительный способ включает стадии плавления триглицеридного масла в смесителе со сдвигом,таком как блок А, охлаждаемом ниже температуры альфа-кристаллизации, и затем, или до охлаждения, смешивают триглицеридное масло с указанной выше водной фазой, содержащей газовые пузырьки. Полученный продукт предпочтительно хранят при температуре от 0 до 15 С. Было найдено, что иногда в указанном выше способе образуется эмульсия воды в масле, содержащая капли воды с плотностью, которая изменяется в широких пределах, так как некоторые капли воды могут содержать большой объем газа, а другие - только небольшой объем газа. Поэтому в предпочтительном варианте воплощения способ включает стадию, в которой 9 капли воды, имеющие плотность, приблизительно соответствующую плотности масла, отделяются от других капель воды. Поэтому на необратимой стадии препарат центрифугируют в течение 1 ч со скоростью 500 - 2000 об/мин,предпочтительно около 1000 об/мин, при температуре от 5 до 30 С, более предпочтительно при температуре окружающей среды. Затем капли, имеющие плотность существенно выше,чем плотность масла, осаждаются, в то время как водно-пенистые капли соответствующей плотности остаются равномерно распределенными по всей центрифужной пробирке. Супернатант этой стадии центрифугирования можно рассматривать как конечный продукт, тогда как осажденный слой выводится и необязательно возвращается в производство. Понятно, что эта необязательная стадия разделения не потребуется для продуктов, в которых содержится столько введенной пены, что плотность образовавшейся жировой фазы и водной фазы точно соответствуют друг другу, и после всех стадий обработки пена равномерно распределена в дисперсной водной фазе. Указанная выше предпочтительная стадия разделения может быть выполнена в промышленном масштабе различными способами. На этой стадии очистки/отбора пузырьков, содержащих соответствующее количество пены,предпочтительно используется оборудование разделения с преимущественно гравитационной движущей силой, такое как промышленные полунепрерывные центрифуги или циклоны жидкость/жидкость. В таком оборудовании капли с несоответствующей плотностью могут быть выделены из непрерывного эмульсионного потока, который может содержать капли воды с плотностью, близкой к плотности непрерывной фазы. Альтернативно могут использоваться простые ванны осаждения, в которых при малой скорости потока можно отобрать капли с желаемой соответствующей плотностью из середины эмульсионного слоя, в то время как нижний и верхний слои, из-за несоответствующей плотности, выводятся и необязательно возвращается в производство. Предполагается, что выполнение препаративной стадии такого типа,как звена непрерывной работы, вполне соответствует компетенции специалиста в этой области техники, руководствующегося рекомендациями,которые приведены в этом описании. Далее изобретение будет проиллюстрировано не ограничивающими примерами. Примеры А. Способы анализа Среднее значение диаметра газовых пузырьков определяют путем измерения величинD(3,2) по рассеянию света с использованием прибора Malvern по методике, которая описана в инструкции к прибору. Определение параметра BostwickBostwick состоит из резервуара емкостью 125 мл с выходным патрубком вблизи дна горизонтально расположенного прямоугольного бака и закрытого вертикальным барьером. На дне бака предусмотрена измерительная шкала (24 см),начинающаяся от выходного патрубка резервуара. Когда устройство и образец принимают одинаковую температуру 15 С, резервуар заполняют 125 мл образца, после этого резервуар встряхивают вручную 10 раз вверх и вниз. После удаления крышки резервуара образец вытекает из резервуара и распространяется по дну бака. Длину пути потока измеряют спустя 15 с. Величина этого пути, выраженная в см за 15 с,представляет собой оценку Bostwick, которую используют в качестве критерия текучести. Во всех примерах параметр Bostwick равен 24 см/15 с. В. Получение продукта 1. Получение водной среды, содержащей газовые пузырьки (пену) Состав: 108 г мальтодекстрина 40 DE,67 г декстрозы,2,5 г сложного эфира сахарозы (Ryoto S1670) 72,5 г воды. Раствор получают следующим образом: сначала суспендируют поверхностно-активное вещество (сложный эфир сахарозы) в холодной воде и затем нагревают до 70 С. Для нагревания используют пластиковый стакан в микроволновой печи. В результате получают слабый гель, в который подмешивают мальтодекстрин/декстрозу. Полученную смесь охлаждают до комнатной температуры и взбивают ее в небольшом миксере Хобарта, используя проволочный венчик, в течение 60 мин. Такой период времени является необходимым, поскольку для продолжения дробления газовых ячеек требуется время. Было введено приблизительно 0,6 фазового объема воздуха, причем получено широкое распределение размера газовых ячеек. Эту суспензию выдерживают приблизительно в течение 5 суток при температуре 5 С. Газовые ячейки,образовавшиеся в виде малых ячеек, имеют тенденцию к частичному растворению. Газовые ячейки заготовляют, разбавляя суспензию водой по необходимости, или предпочтительно, добавляя раствор сложного эфира сахарозы и мальтодекстрина. 2. Получение водной фазы Раствор 1 вес.% сложного эфира сахарозы в 99% воды нагревают до 70 С и перемешивают, пока водная фаза не станет однородной. Добавляют в раствор 1 вес.% сложного эфира сахарозы в воде 10 вес.% пены, которая описана выше, и перемешивают. Оптимальный уровень введения пены в каждую каплю для того, чтобы ее плотность соответствовала плот 11 ности непрерывной фазы, можно легко рассчитать по следующему уравнению: 1/масла =(1-x)/воды + x/пены ,гдеозначает плотность соответствующей фазы и х - это весовая доля фазы. Этот уровень соответствует добавке 10% (вес./вес.) пены в раствор сложного эфира сахарозы в воде, так как плотность пены составляет приблизительно 0,5 г/мл. Пример 1. Водно-пенный раствор, полученный на предыдущей стадии, добавляют в количестве 20% в жировую фазу. Эта фаза содержит 98% подсолнечного масла, 1% полностью отвержденного рапсового масла с высоким содержанием эруковой кислоты (RPh70) и 1% AdmulWol. Все проценты даны в весовых долях. Масло RPh70 добавляют в препарат в виде предварительно кристаллизованного раствора 10%RPh70 и 90% подсолнечного масла. Предварительно кристаллизованный раствор получают путем стандартной обработки на зачищенной поверхности теплообменника (А-блок). Для того чтобы диспергировать водно-пенный раствор в масляной фазе, препарат перемешивают в течение 5 мин со скоростью 1200 об/мин с помощью 4-лопастного турбинного смесителя. Компоненты Admul Wol и RPh70 добавляют в препарат для того, чтобы предотвратить коалесценцию капель воды. Вследствие неравномерного распределения пены над каплями воды желательно провести последующую стадию очистки. На этой стадии отделяют капли с соответствующей плотностью, которая таким образом приблизительно выравнивается с плотностью масла от других капель воды. С этой целью препарат подвергают центрифугированию в течение 1 ч со скоростью 1000 об/мин при температуре окружающей среды. Вследствие воздействия сил тяжести капли,имеющие плотность существенно выше чем плотность масла, осаждаются, в то время как водно-пенистые капли соответствующей плотности остаются равномерно распределенными по всей центрифужной пробирке. Супернатант этой стадии центрифугирования можно рассматривать как конечный продукт, тогда как осажденный слой выводится. Содержание воды в конечном продукте составляет 9% (вес./вес). Эмульсионный продукт, 9% воды в 91% масла, полученный по приведенной выше схеме приготовления, сравнивают со стандартным продуктом. Стандартный продукт (сравнительный пример с 1) получают следующим образом. В жировую фазу, идентичную одной из описанных выше, добавляют чистую водную фазу до содержания 9% (вес./вес.). Процесс смешивания/диспергирования осуществляют путем перемешивания с помощью упомянутого выше 12 турбинного смесителя в течение 5 мин со скоростью 1200 об/мин. Тест-1 стабильности Стеклянные цилиндры заполняют обоими продуктами и хранят их в холодильнике в течение 6 недель при температуре 5 С. Полученные результаты приведены в табл. 1. Таблица 1. Результаты испытания стабильности для примера 1 и сравнительного примера 1 Толщина Водная фаза Вода/масло Толщина слоя выделенного эмульсионного масла слоя Как видно из табл. 1, образец, содержащий водную фазу, которая включает газовые пузырьки (пену) для того, чтобы ее плотность соответствовала плотности масляной фазы, обладает улучшенной стабильностью в отношении выделения масла. Пример 2. Испытанию на стабильность подвергают те же самые продукты, что использованы в примере 1; 9% (вес./вес.) воды в эмульсионном продукте с пеной (согласно изобретению) и стандартный продукт без пены (сравнительный пример 2). Во втором испытании стабильности оба образца заливают в пробирки для центрифугирования. Оба образца подвергают центрифугированию в течение 1 ч при скорости 1000 об/мин. Полученная характеристика слоя также указывает на стабильность продукта. Если отдельные слои отсутствуют, то продукт является очень стабильным. Образование небольшого слоя воды на дне указывает на пониженную, но часто вполне приемлемую стабильность. Образование масляного слоя (выделение масла) является нежелательным и должно быть минимально возможным. Чем больше объем масляного слоя, тем больше нестабильность продукта. В стандартном образце (сравнительный пример с 2) развивается обогащенный водой нижний слой, мутный средний слой, который еще содержит некоторое количество небольших капель, и верхний слой выделившегося масла. Этот мутный средний слой содержит менее диспергированную фазу, чем исходный продукт. Это легко можно увидеть невооруженным глазом. Слой выделившегося масла составляет 8,8% от объема образца. Образец согласно изобретению остается почти однородной эмульсией, причем слой выделившегося масла составляет 3,3% от объема образца. И в этом случае улучшенная стабильность продуктов согласно изобретению в отношении разделения фаз является очевидной. Пример 3. Испытанию на стабильность подвергают,как описано в примере 2, два продукта, представляющих собой эмульсии 4% (вес./вес.) воды в 96% (вес./вес.) масла, которые подвергают центрифугированию в течение 1 ч при скорости 1000 об/мин. Стандартный продукт (сравнительный пример с 3) содержит осветленную водную фазу, в то время как продукт согласно изобретению получают со стадии очистки, которая описана в примере 1, и применяется для эмульсии 10% (вес./вес.) водной пены в 90% масла. И здесь в обоих случаях применялись те же самые стадии масляной фазы и эмульгирования, которые описаны выше. При центрифугировании стандартного продукта (сравнительный пример с 3) образуется белый нижний слой, обогащенный водой, мутный средний слой, который содержит меньшее количество воды, и слой выделившегося масла. Этот слой выделившегося масла составляет 6,5% от объема образца. В продукте согласно изобретению образуется только небольшой и практически незначительный слой выделившегося масла. В этом случае слой составляет только 3% от объема образца. Кроме того, не наблюдается какое-либо нарушение в других слоях эмульсии. Это снова свидетельствует о том, что продукты согласно изобретению обладают улучшенной стабильностью в отношении разделения фаз. Пример 4. Две эмульсии 20% воды в масле подвергают испытанию на стабильность при хранении. Продукт согласно изобретению содержит раствор водной пены, который описан в примере 1 как водная фаза. Это означает, что не применяется стадия очистки для того, чтобы отделить капли с соответствующей плотностью от других капель. И в этом случае эмульгирование осуществляют, применяя упомянутый выше турбинный смеситель. Используют ту же самую масляную фазу,что и в других примерах. И в этом случае стандартный образец (сравнительный пример с 4) содержит осветленную водную фазу. После приготовления оба продукта заливают в цилиндрические стаканы и хранят их в холодильнике в течение 5 недель при температуре 5 С. В контрольном образце (сравнительный пример с 4) образуется белый нижний слой, с повышенной концентрацией капель воды. Сверху этого нижнего слоя обнаружен слой прозрачного масла. Этот слой выделившегося масла составляет 30% от объема образца. В продукте согласно изобретению также образуется нижний слой, поскольку не применялась стадия очистки, и не все капли имеют 14 соответствующую плотность. Однако нижний слой имеет меньший объем, чем в сравнительном примере с 4. Сверху этого нижнего слоя с повышенной концентрацией воды обнаружен средний слой с концентрацией капель воды около 10%. Качество этого образца также ухудшается от выделения масла. Однако объем масляного слоя сверху образца составляет только 3,2% от объема образца по сравнению с 30% в сравнительном примере с 4. Это снова свидетельствует о том, что продукты согласно изобретению обладают заметно лучшими характеристиками по сравнению с сопоставляемыми продуктами по стабильности в отношении разделения фаз. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ. 1. Текучая эмульсия, содержащая воду и масло, включающая непрерывную масляную фазу, и диспергированную водную фазу, и газовые пузырьки, в которой указанные газовые пузырьки диспергированы существенно в водной фазе. 2. Текучая эмульсия по п.1, включающая от 20 до 98 вес.% масляной фазы и от 80 до 2 вес.% водной фазы, причем водная фаза включает от 5 до 20 об.% газа так, чтобы средняя плотность водной фазы отличалась от средней плотности масляной фазы не больше чем на 5%. 3. Текучая эмульсия по любому из пп.1-2, в которой газ является азотом или воздухом или их сочетанием. 4. Текучая эмульсия по любому из пп.1-3,которая обладает стабильностью к осаждению после 1 месяца хранения при 5 С, причем объем образовавшегося при хранении масляного слоя составляет менее 20 об.%. 5. Способ получения текучей эмульсии, содержащей воду и масло, по любому из пп.1-4,отличающийся тем, что способ включает следующие стадии: а) получение водно-пенного раствора; б) смешивание указанного водно-пенного раствора с жировой фазой; в) диспергирование указанного воднопенного раствора в жировой фазе при встряхивании, причем указанный способ включает стадию, в которой капли воды, имеющие плотность, приблизительно соответствующую плотности масла, отделяются от других капель воды. 6. Способ по п.5, в котором отделение включает стадию центрифугирования. 7. Способ повышения стабильности текучей эмульсии воды в масле посредством введения газовых пузырьков в водную фазу указанной жидкой эмульсии.
МПК / Метки
Метки: текучие, эмульсии, содержащие, масло, пузырьков, газовых, включения, воду
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-3174-tekuchie-emulsii-soderzhashhie-vodu-i-maslo-i-vklyucheniya-gazovyh-puzyrkov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Текучие эмульсии, содержащие воду и масло и включения газовых пузырьков</a>
Предыдущий патент: Отвержденные материалы из порошков с покрытием и способ их изготовления
Следующий патент: Дисплей для создания трехмерного изображения
Случайный патент: Средство, обладающее антивирусным и антигрибковым действием при заболевании овощных культур