专利名称：乳化稳定剂以及乳饮料的制作方法
技术领域：
本发明涉及乳化稳定剂以及乳饮料。
背景技术：
近年，反映消费者的嗜好，制造、出售了大量强调咖啡豆本来的味道的咖啡饮料，但在含有乳成分的咖啡饮料中，在保存时乳成分的分离比以前更加成为问题。即，在含有乳成分的咖啡中，随着长时间保存，乳成分上浮到上部。该现象在牛奶咖啡等中广为所知，随时间而上浮的乳成分凝聚、合而为一，达到所谓颈缩(neckring)的状态。此时，再分散性变差，即使再分散后乳成分的块也会成为漂浮在上部的状态。
特别是最近，由于PET瓶装饮料取代罐装饮料而普及开来，因此乳成分的乳化稳定性更加受到重视。这是因为，PET瓶是透明容器，因此消费者可以看到咖啡的外观，在PET瓶装饮料中产生乳成分的分离时，会给消费者不愉快的印象，可能导致商品价值降低，成为不满意的原因。
另外，在最近，烘焙咖啡豆的量多、使用各种烘焙程度的豆的PET瓶装饮料日益增加，但已知在含有深度烘焙的咖啡豆的提取液和乳成分的咖啡饮料中，乳成分的上浮会变快。
为了制造即使在自动售货机中长时间保存时仍可以维持良好的乳化稳定性和风味的牛奶咖啡，已知有将构成脂肪酸以棕榈酸为主体的单酯含量高的HLB为10或10以上的蔗糖脂肪酸酯、和组成脂肪酸以硬脂酸为主体的HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯组合后再添加的方法(专利文献1)。
另外，为了维持PET瓶装饮料中长时间的乳化稳定性，已知有将构成脂肪酸以棕榈酸为主体的单酯含量高的HLB为10或10以上的蔗糖脂肪酸酯，和在20重量％的氯化钠水溶液中1重量％浓度下测定的浊点为90℃或90℃以上的聚甘油脂肪酸酯组合后再添加的方法(专利文献2)。
另外，将含有乳成分的饮料进行蒸馏甑杀菌后，为了抑制在高温条件下长期保存时的耐热性芽孢菌的发芽或增殖，进而为了维持内容物的乳化稳定性，已知有添加二甘油脂肪酸单酯、HLB为3～16的聚甘油脂肪酸酯以及HLB为3～16的蔗糖脂肪酸酯的方法(专利文献3)。
专利文献1特开平7-289164号公报专利文献2特开2000-333599号公报专利文献3特开平10-165151号公报发明内容发明要解决的课题以往的技术中，在烘焙咖啡豆的量多或者使用烘焙程度深的咖啡豆时，不能得到乳化稳定性充分满足的乳饮料。因此，期望开发即使在烘焙咖啡豆的量多、或者使用烘焙程度深的咖啡豆时仍可以抑制乳成分的上浮，即使长时间保存也不会引起凝集的咖啡饮料。
解决课题的方法因此，本发明人深入研究的结果发现，在乳饮料中配合特定的乳化稳定剂时，可以抑制乳成分的上浮，乳化稳定性变好，从而完成了本发明。
即，本发明的第1个要点在于一种乳化稳定剂，其特征在于，该乳化稳定剂包含单酯含量为50重量％或50重量％以上的二甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯以及HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯。并且，本发明的第2个要点在于一种乳饮料，其特征在于，该乳饮料含有上述乳化稳定剂。
发明的效果本发明的乳饮料通过添加特定的乳化稳定剂，可以抑制加热杀菌后的乳成分的上浮，另外，长期保存后的乳化稳定性也好。
具体实施例方式
以下，详细地说明本发明。本发明的乳化稳定剂包含单酯含量为50重量％或50重量％以上的二甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯以及HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯。
本发明使用的二甘油脂肪酸酯的单酯含量为50重量％或50重量％以上，优选为70重量％或70重量％以上。二甘油脂肪酸酯的构成脂肪酸的碳原子数通常为8～22，优选10～22，更加优选14～18。构成脂肪酸可以是饱和或不饱和脂肪酸的任意一种，但优选饱和脂肪酸。具体地，可以举出辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、油酸等。其中，优选棕榈酸。构成脂肪酸可以组合2种或2种以上使用。单酯含量为70重量％或70重量％以上并且是以棕榈酸为主要成分(优选80重量％或80重量％以上)的脂肪酸由于抑制高温芽孢菌的增殖的效果高，故优选。
作为构成本发明使用的聚甘油脂肪酸酯的脂肪酸的具体例子，可以举出肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、油酸等碳原子数为14～22的饱和或不饱和脂肪酸。其中，优选碳原子数为14～18的脂肪酸，优选饱和脂肪酸。特别优选以棕榈酸为主要成分的。构成聚甘油脂肪酸酯的聚甘油的平均聚合度通常为3～20，优选4～12。
作为聚甘油脂肪酸酯，优选在20重量％的氯化钠水溶液中1重量％浓度下测定的浊点范围为80℃或80℃以上的脂肪酸酯，特别优选在相同条件下测定的浊点范围为90℃或90℃以上的高亲水性聚甘油脂肪酸酯。
具有上述浊点范围的聚甘油脂肪酸酯通常可以通过减少相对于聚甘油的脂肪酸的使用比例，并在碱催化剂存在下，于180～260℃的温度下进行反应而得到。脂肪酸相对于聚甘油脂肪酸酯的使用比率通常为2摩尔倍数或2摩尔倍数以下。作为碱金属催化剂，可以使用K2CO3、KOH、Na2CO3、NaOH等，其使用比例相对于聚甘油为5×10-7～1摩尔倍数。
上述浊点范围为90℃或90℃以上的聚甘油脂肪酸酯通常可以用如下的方法得到减少碱催化剂的量(例如，以相对于聚甘油为5×10-7～0.1摩尔倍数)，在2阶段反应中提高后半的温度的方法，例如，在反应温度为180～260℃的酯化反应后，再将反应温度提高10～50℃反应1～4小时的方法(参照特开平7-145104号公报)。
聚甘油脂肪酸酯(以下，有时简称为“PoGE”)的分析可以使用至今为止的各种化学分析方法。例如，为了把握酯化度或残存脂肪酸的量，经常使用酸值、皂化值、羟基值。另外，也可以使用通过用于了解肥皂或残存催化剂的量的灰分分析等评价方法。
可是，PoGE的原料的聚甘油(以下，有时简称为“PoG”)是甘油的缩聚物，由于精制困难，具有聚合度分布，不仅包含直链状聚合物，还含有分支聚合物或环状聚合物等。因此，作为其酯体的PoGE成为含有PoG骨架不同的各种酯化度的PoGE和未反应的PoG的组合物。另外，在PoGE中，有时还含有在酯化反应中使用的碱催化剂和原料的脂肪酸反应生成的副产物的肥皂。另外，在酯化反应不充分的场合、超过化学理论量的脂肪酸过量使用的场合等，有时还含有未反应的脂肪酸。
这样，PoGE由于是复杂的混合物，采用现有的化学分析难以确定PoGE的综合的特性。例如，即使PoGE的平均酯化度近似或相同，有时乳化稳定性等物性也相当不同，如平均酯化度或未反应PoG量等，只通过以往的化学分析方法测定的物性值不能充分把握物性，在物性评价方法中会产生不合适的情况。因此，为了确定聚甘油脂肪酸酯组合物的综合特性，近年来采用“浊点”。
一般地，浊点被定义为通过由氧化乙烯衍生的非离子表面活性剂水溶液温度上升而分离成2相，引起成为不均质的现象的温度，作为聚氧化乙烯类表面活性剂的物性评价方法被广为所知(油脂用语辞典日本油化学协会编(幸书房))。由于浊点对聚甘油脂肪酸酯的结构·组成敏感，并且反映脂肪酸皂，因此可以更加正确地识别亲水性的程度或组成的不同，并且可以简便地测定。因此，浊点作为代表聚甘油脂肪酸酯组合物的特征的物性最为优异，在聚甘油脂肪酸酯组合物中，浊点是比HLB(亲水性和疏水性的平衡)等有用的指标。
由于聚甘油具有多个羟基，与聚氧化乙烯类表面活性剂比较时，整体上浊点高，有时超过水的沸点。这样的场合，通过使用适当的盐水溶液，可以使测定容易化(特开平9-157386号公报)。通常，亲水性越高浊点越高，即使酯化率相同，单酯含量越多浊点也越高。
浊点的测定通常是将聚甘油脂肪酸酯溶解在1～30重量％的氯化钠或硫酸钠水溶液中后进行。此时的条件根据作为对象的试样的溶解性不同而不同，但本发明的场合，是将聚甘油脂肪酸酯以成为1重量％那样地分散到20重量％的氯化钠水溶液中，边加热边搅拌，制成均匀的水溶液。接着，对得到的聚甘油脂肪酸酯均匀水溶液在0℃～100℃的任意温度下，每2～5℃进行一次振动搅拌·静置，聚甘油脂肪酸酯分离为油状或凝胶状，测定成为不均匀水溶液的状态。该不均匀状态被称为“浊点”，本发明中，求出该温度。上述的测定温度范围决定的理由如下。即，由于不足0℃为冰的熔点或其以下，超过100℃时则达到水的沸点或其以上，因此难以测定正确的浊点。
本发明使用的HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯的单酯含量通常为0～50重量％，优选30～50重量％，二酯或二酯以上的酯的含量通常为50～100重量％，优选50～70重量％。作为构成脂肪酸，可以举出肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、油酸等碳原子数为14～22的饱和或不饱和脂肪酸。其中，优选碳原子数为14～18的脂肪酸，更加优选饱和脂肪酸，特别优选构成脂肪酸的70重量％或70重量％以上为硬脂酸。从防止乳饮料的沉淀的观点看，单酯含量为30重量％，二酯或二酯以上的酯的含量为70重量％，最为优选构成脂肪酸的70重量％或70重量％以上为硬脂酸的蔗糖脂肪酸酯。考虑对水的分散性时，HLB通常为5～9。
本发明的乳化稳定剂中的各成分的使用比例如下。即，聚甘油脂肪酸酯/HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯的重量比通常为99/1～1/99，优选5/1～1/5，更加优选2/1～1/2，特别优选1/1。而且，聚甘油脂肪酸酯/单酯含量为50重量％或50重量％以上的二甘油脂肪酸酯的重量比通常为0.5～1/1，优选0.6～0.7/1。
作为本发明使用的乳饮料，可以举出牛奶咖啡、奶茶等，但特别优选牛奶咖啡。本发明的乳饮料中使用的咖啡豆，没有特别的限定，也可以混合使用2种或2种以上的咖啡豆。通常使用烘焙过的咖啡豆。作为烘焙方法，可以使用直焰式烘焙机或热风式烘焙机等装置，在200～300℃的温度下进行加热直到达到目标的L值。
L值是用于表示咖啡豆的烘焙程度而使用的指标。L值是用色差计测定咖啡烘焙豆的亮度的值，黑色表示L值为0，白色表示L值为100。因此，由于咖啡烘焙豆的烘焙越深，烘焙豆的颜色越变黑，故L值越低，咖啡饮料的苦味变强。相反，烘焙越浅L值越高，酸味变强。通常，在制造咖啡饮料时，使用L值为15～35的烘焙程度的咖啡豆。L值不足15时，咖啡饮料的苦味过强，L值超过35时，酸味过强。
咖啡提取液如下获得。首先，使用咖啡粉碎机将烘焙过的咖啡豆粉碎成规定的粒度。接着，用热水提取。具体地，通常是将粉碎的咖啡豆投入到90～98℃的热水中，搅拌10分钟左右后，通过过滤除去不溶成分。
在本发明的乳饮料中，乳饮料中含有的咖啡提取液的含量，以生豆换算的值计，通常为5～10重量％，优选5～7重量％。咖啡提取液的含量以生豆换算不足5重量％时，即使使用本发明的乳化稳定剂，也有抑制乳成分的上浮不充分的情况。另外，咖啡提取液的含量以生豆换算超过10重量％时，咖啡的苦味过强，作为牛奶咖啡不为优选。
作为本发明的乳饮料使用的乳成分，可以举出，牛奶、全脂奶粉、奶皮粉末、鲜奶油等。另外，乳成分也可以个别地加入脱脂奶粉等蛋白质和黄油或奶油等乳脂来进行调制。其中，由于牛奶比奶粉不易损害入口后的滑润感，因此优选使用。乳饮料中的乳成分的含量换算为牛奶通常为4～60重量％，优选8～25重量％。
在本发明的乳饮料中还可以添加其他的乳化稳定剂、砂糖、香料、维生素等已知的配合剂。作为其他的乳化稳定剂，可以举出，卵磷脂、溶血卵磷脂、甘油脂肪酸酯、HLB为10或10以上的蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、有机酸单甘油酯等。
本发明的乳饮料可以按如下的方法调制。即，将咖啡或红茶的提取液和砂糖以及牛奶等乳成分混合后，混合预先配制的乳化稳定剂的水溶液，再加入pH调节剂(小苏打等)调整pH后，使用均混机进行均质化处理。
配制乳饮料时，还可以在乳化稳定剂中含有加入到乳饮料中的其他成分，另外，HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯以及单酯含量为50重量％或50重量％以上的二甘油脂肪酸酯还可以分别单独与其他成分混合。
乳化稳定剂相对于本发明的乳饮料的含量通常为0.05～0.3重量％。另外，构成乳化稳定剂的成分在乳饮料中的浓度如下。即，单酯含量为50重量％或50重量％以上的二甘油脂肪酸酯的含量通常为0.03～0.1重量％，聚甘油脂肪酸酯的含量通常为0.01～0.1重量％，HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯的含量通常为0.01～0.1重量％。
调节pH时，如果碳酸氢钠的添加量过多，产生碳酸氢钠的加热臭气，使咖啡本来的香气改变。因此，牛奶咖啡的pH通常为5.0～7.0，优选6.0～6.7。
如上所述，可以对配制的乳饮料实施加热杀菌。杀菌方法可以采用蒸馏甑杀菌、UHT杀菌的任意一种，但优选UHT杀菌。本发明中使用的UHT杀菌是在杀菌温度130～150℃、121℃的杀菌值(F0)相当于10～50的超高温杀菌。UHT杀菌可以用将蒸气直接吹送至饮料的蒸汽喷射式、将饮料喷射至水蒸气中加热的蒸汽喷射式等直接加热方式、使用板或管等表面热交换器的间接加热方式等已知的方法进行。优选的装置是板式杀菌装置。
实施例以下，通过实施例更加详细地说明本发明，但本发明只要不超出其主旨，并不限定于这些实施例。另外，在以下的各例子中使用的评价方法如下。
(1)中值粒径(μm)将牛奶咖啡在40℃下保存2周，采用HORIBA公司制造的“LA-920”测定中值粒径(粒径的出现频度的合计为50％的粒径)。
(2)奶环(milk ring)的再分散性按照下面的表1的基准评价由于乳成分的上浮而在液面形成的奶环的再分散性。
(3)采用FormulAction公司制造的“TurbiscanLab”的奶油溶解析出量的测定光源以一定的时间间隔沿试样管的上下方向进行扫描，检测来自试样后方的散射光，通过观测后方的散射光强度对于测定时间的变化率，可以掌握奶油溶解析出的状态。通过测定试样管的上部，得到奶油溶解析出量的信息。后方的散射光强度随时间的变化率越成正比变大，奶油溶解析出的量越多，乳化稳定性越差。由此，计算出乳成分上浮速度(将测定时间和后方的散射光强度的变化率作图得到的直线的斜率)，按照下面的表2所示的基准评价奶油溶解析出量。另外，dB(％)是作为后方的散射光强度变化率的deltaBackscattering的简称。
(4)抑菌试验将牛奶咖啡分别注入到2ml的TDT管中，向其中接种103cfu/ml作为耐热芽胞菌的Moorella thermoacetica后，将管熔封。TDT管在各试验区分别制备5个，以无菌接种区作为空白，对各试验区各准备3个。将它们在55℃的恒温器中保存6周，检查有无酸败。有无酸败通过保存后的牛奶咖啡液的pH下降以及目视确认。
实施例1和2作为乳化稳定剂，使用由表3记载的各成分构成的乳化稳定剂，按以下的配方制备牛奶咖啡。另外，在表3中，乳化稳定剂的各成分的比率表示为乳饮料中的浓度(重量ppm)。
将0.6kg的L值为20的烘焙咖啡豆(哥伦比亚(colombia)EX)用7.8kg的95℃的脱盐水提取，得到咖啡提取液。然后向5.25kg咖啡提取液中添加0.8kg牛奶、0.5kg白砂糖、1.0kg按照以下的要领配制的乳化稳定剂水溶液，再加入2.45kg脱盐水，使总量为10kg。向该溶液中加入小苏打，调整并使杀菌后的pH值为6.6。
上述的乳化稳定剂水溶液是使用表3记载的各成分，在50℃的脱盐水中溶解按照表3记载的浓度计算的量的各成分来配制的。
接着，使用高压均混器在60～70℃的温度下，以150kg/50kg的压力进行均质化后，通过板式UHT杀菌装置(日阪制作所制造“STS-100”)，在杀菌温度137℃、杀菌时间(保持时间)60秒的条件下，进行杀菌(F0＝40)，以无菌状态填充到350ml的PET瓶中，通过冷却，得到牛奶咖啡。评价结果示于表4。
比较例1和2在实施例1中，除了不使用表3记载的乳化稳定剂以外，与实施例1同样地进行。评价结果示于表4。
实施例3以及比较例3和4在实施例1中，除了将牛奶的使用量增加到2.0kg，并且使用表3记载的乳化稳定剂以外，与实施例1同样地进行。评价结果示于表4。
表3
注1)二甘油棕榈酸酯理研ビタミン(株)商品名“ポエムDP-95RF”注2)蔗糖硬脂酸酯(HLB5)三菱化学フ一ズ(株)商品名“リョ一ト一シュガ一エステルS-570”注3)蔗糖硬脂酸酯(HLB15)三菱化学フ一ズ(株)商品名“リョ一ト一シュガ一エステルS-1570”注4)十甘油肉豆蔻酸酯三菱化学フ一ズ(株)商品名“リョ一ト一ポリグリエステルM-10D”
*存在粒径大的乳胶，分布宽
权利要求
1.一种乳化稳定剂，其特征在于，该乳化稳定剂包含单酯含量为50重量％或50重量％以上的二甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯以及HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯。
2.按照权利要求1所述的乳化稳定剂，其中，在20重量％的氯化钠水溶液中，聚甘油脂肪酸酯为1重量％浓度下测定时，具有80℃或80℃以上的浊点。
3.按照权利要求1或2所述的乳化稳定剂，其中，聚甘油脂肪酸酯/蔗糖脂肪酸酯的重量比为99/1～1/99，聚甘油脂肪酸酯/二甘油脂肪酸酯的重量比为0.5～1/1。
4.一种乳饮料，其特征在于，该乳饮料含有权利要求1～3中任一项所述的乳化稳定剂。
5.按照权利要求4所述的乳饮料，其中，乳化稳定剂的含量相对于乳饮料为0.05～0.3重量％。
6.按照权利要求4或5所述的乳饮料，其中，单酯含量为50重量％或50重量％以上的二甘油脂肪酸酯的含量为0.03～0.1重量％，聚甘油脂肪酸酯的含量为0.01～0.1重量％，HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯的含量为0.01～0.1重量％。
7.按照权利要求4～6中任一项所述的乳饮料，其中，乳饮料是UHT杀菌的乳饮料。
8.按照权利要求4～7中任一项所述的乳饮料，其中，乳饮料为牛奶咖啡。
9.按照权利要求8所述的乳饮料，其中，乳饮料中含有的咖啡提取液是从L值为15～35的烘焙程度的咖啡豆中提取的物质。
10.按照权利要求8或9所述的乳饮料，其中，乳饮料中含有的咖啡提取液的含量以生豆换算为5～10重量％。
全文摘要
本发明提供一种即使在烘焙咖啡豆的量多时、或者使用烘焙程度深的咖啡豆时仍可以抑制乳成分的上浮，即使长时间保存也不会引起凝集的咖啡饮料。其中，作为乳化稳定剂，使用包含单酯含量为50重量％或50重量％以上的二甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯以及HLB不足10的蔗糖脂肪酸酯的乳化稳定剂。聚甘油脂肪酸酯优选在20重量％的氯化钠水溶液中1重量％浓度下测定的浊点为80℃或80℃以上的脂肪酸酯。
文档编号B01F17/34GK1905812SQ200580001519
公开日2007年1月31日 申请日期2005年4月19日 优先权日2004年6月3日
发明者小川晃弘 申请人:三菱化学株式会社