碳酸氢钠产品
阅读：823发布：2021-10-21
专利汇可以提供碳酸氢钠产品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 碳 酸氢钠产品，其包括含有 碳酸氢钠 及在环境 温度 下为固体的有机物质的颗粒构成。所述颗粒具有由在颗粒内相互粘连的碳酸氢钠的单晶构成的结构。95体积％以上的所述颗粒具有小于200μm的粒度。所述颗粒是空心的，且由所述结晶的 外壳 形成。所述产品例如可在熟食的制作中用作膨松剂。所述产品可通过将溶解有有机物质和碳酸氢钠的溶液或浆料进行 喷雾干燥 来制作。碳酸氢钠可以以悬浮液的状态存在。，下面是碳酸氢钠产品专利的具体信息内容。
1.一种碳酸氢钠产品，其中，
所述碳酸氢钠产品包括含有碳酸氢钠、及在环境温度下为固体的有机物质的颗粒，所述产品的所述颗粒具有由在颗粒内相互粘连的碳酸氢钠的单晶构成的结构，95体积％以上的所述颗粒具有小于50μm的粒度，所述产品包含空心的且由所述结晶的外壳形成的颗粒。
2.根据权利要求1所述的产品，其中，
75体积％以上的所述颗粒具有小于30μm的粒度。
3.根据权利要求1所述的产品，其中，
所述颗粒的至少30％是空心的。
4.根据权利要求3所述的产品，其中，
所述颗粒的至少40％是空心的。
5.根据权利要求4所述的产品，其中，
所述颗粒的至少50％是空心的。
6.根据权利要求5所述的产品，其中，
所述颗粒的至少60％是空心的。
7.根据权利要求6所述的产品，其中，
所述颗粒的至少70％是空心的。
8.根据权利要求7所述的产品，其中，
所述颗粒的至少80％是空心的。
9.根据权利要求1所述的产品，其中，
所述空心颗粒为椭圆形，所述壳由棒状结晶构成。
10.根据权利要求1所述的产品，其中，
所述有机物质包括至少1种聚合物材料。
11.根据权利要求10所述的产品，其中，
所述聚合物材料为碳水化合物、蛋白质或合成有机聚合物中的至少1种。
12.根据权利要求11所述的产品，其中，
所述碳水化合物为寡糖或多糖。
13.根据权利要求11所述的产品，其中，
所述聚合物材料包括选自麦芽糊精、阿拉伯树胶、淀粉、卡拉胶、羟丙基纤维素、琼脂、刺槐豆胶、结冷胶、低酰基结冷胶、黄原胶或果胶中的至少1种碳水化合物。
14.根据权利要求13所述的产品，其中，
所述碳水化合物为阿拉伯树胶。
15.根据权利要求13所述的产品，其中，
所述碳水化合物为麦芽糊精。
16.根据权利要求11所述的产品，其中，
所述聚合物材料包括合成有机聚合物，所述合成有机聚合物为聚乙二醇。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的产品，其中，
所述有机物质适合食用。
18.一种发酵粉，其中，
所述发酵粉包括在权利要求1至17中的任一项中所述的碳酸氢钠产品、及发酵酸源。
19.根据权利要求18所述的发酵粉，其中，
所述发酵粉还包括保存增强剂。
20.根据权利要求19所述的发酵粉，其中，
所述发酵粉含有28重量％～32重量％的所述碳酸氢钠产品、43重量％～47重量％的所述发酵酸源、及23重量％～27重量％的所述保存增强剂。
21.根据权利要求19所述的发酵粉，其中，
所述保存增强剂是低水分面粉。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的发酵粉，其中，
所述发酵酸源是酸式焦磷酸钠、一水焦磷酸钙、无水磷酸一钙、或磷酸铝钠。
23.一种产品的用途，其中，
将权利要求17的产品用作食品的膨松剂。
24.一种产品的用途，其中，
将权利要求1至16中任一项所述的产品在塑料制作及橡胶生产中用作发泡剂。
25.一种产品的用途，其中，
将权利要求1至16中任一项所述的产品用作抗菌剂。
26.一种碳酸氢钠产品的生产方法，该方法包括如下步骤：
(i)准备包括碳酸氢钠及在环境温度下为固体的水溶性有机物质的水性混合物的步骤，所述碳酸氢钠和所述有机物质均至少部分地溶解于水相中的；及
(ii)雾化所述混合物并蒸发水分来制作碳酸氢钠产品的步骤，所述产品包含的颗粒具有由在颗粒内相互粘连的碳酸氢钠的单晶构成的结构，95体积％以上的所述颗粒具有小于
50μm的粒度，所述产品的所述颗粒是空心的，且由所述结晶的外壳形成。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，
所述水性混合物中，所述碳酸氢钠的含量和所述有机物质的含量的比率在5:1至35:1的范围内。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，
所述水性混合物含有碳酸氢钠的悬浮液。
29.根据权利要求26所述的方法，其中，
所述水性混合物含有每1升水100至1000克的碳酸氢钠。
30.根据权利要求26所述的方法，其中，
根据喷雾干燥来实施所述雾化及蒸发步骤。
31.根据权利要求26所述的方法，其中，
用于所述水性混合物的制作的所述碳酸氢钠除去结晶的水分而至少95质量％是纯的。
32.根据权利要求26所述的方法，其中，
所述有机物质包含至少1种聚合物材料。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，
所述聚合物材料为碳水化合物、蛋白质或合成有机聚合物中的至少1种。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，
所述碳水化合物为寡糖或多糖。
35.根据权利要求33所述的方法，其中，
所述聚合物材料包括选自麦芽糊精、阿拉伯树胶、淀粉、卡拉胶、羟丙基纤维素、琼脂、刺槐豆胶、结冷胶、低酰基结冷胶、黄原胶或果胶中的至少1种碳水化合物。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，
所述碳水化合物为阿拉伯树胶。
37.根据权利要求35所述的方法，其中，
所述碳水化合物为麦芽糊精。
38.根据权利要求33所述的方法，其中，
所述聚合物包括合成有机聚合物，所述合成有机聚合物为聚乙二醇。
39.根据权利要求26至38中任一项所述的方法，其中，
所述碳酸氢钠产品的松散堆积密度为生产所述产品的所述碳酸氢钠的松散堆积密度的80％至98％。
40.一种碳酸氢钠产品的生产方法，其具备如下步骤：
(i)通过使水溶液的温度不超过30℃的溶解过程，制造出在环境温度下为固体状态的水溶性有机物质的第1水溶液的步骤，所述水溶液含有每1升水0.1至40g的所述有机物质；
(ii)将在步骤(i)中制作的所述第1水溶液加热至50℃至65℃的范围的步骤；
(iii)将碳酸氢钠以每1升水最少为100g的量溶解于步骤(ii)的所述第1水溶液来制作出第2水溶液，并且将所述水相维持在50℃至65℃的温度的步骤；及
(iv)将所述第2水溶液雾化，并在50℃至70℃的温度中从雾化的水珠中蒸发水分来制作由碳酸氢钠和所述有机物质构成的颗粒的步骤。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，
根据喷雾干燥来实施所述雾化及蒸发步骤。
42.根据权利要求40所述的方法，其中，
用于所述水性混合物的制作的所述碳酸氢钠除去结晶的水分而至少95质量％是纯的。
43.根据权利要求40所述的方法，其中，
所述有机物质包括至少1种聚合物材料。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，
所述聚合物材料为碳水化合物、蛋白质或合成有机聚合物中的至少1种。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，
所述碳水化合物为寡糖或多糖。
46.根据权利要求44所述的方法，其中，
所述聚合物材料包括选自麦芽糊精、阿拉伯树胶、淀粉、卡拉胶、羟丙基纤维素、琼脂、刺槐豆胶、结冷胶、低酰基结冷胶、黄原胶或果胶中的至少1种碳水化合物。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，
所述碳水化合物为阿拉伯树胶。
48.根据权利要求46所述的方法，其中，
所述碳水化合物为麦芽糊精。
49.根据权利要求44所述的方法，其中，
所述聚合物材料包括合成有机聚合物，所述合成有机聚合物为聚乙二醇。
50.根据权利要求40至49中任一项所述的方法，其中，
所述碳酸氢钠产品的松散堆积密度为生产所述产品的所述碳酸氢钠的松散堆积密度的80％至98％。
51.一种熟食产品的生产方法，其中，
所述方法包括以下步骤：
制作混合物的步骤，其中所述混合物含有根据权利要求17所述的碳酸氢钠产品，和烹调所述混合物以制作所述熟食产品的步骤。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，
所述混合物还含有发酵酸源。
53.根据权利要求51或52所述的方法，其中，
所述烹调包括炒、铁板烤、炸、或平底锅烹调。
54.根据权利要求51或52所述的方法，其中，所述烹调包括烤。
55.根据权利要求51或52所述的方法，其中，
所述熟食产品为焙烤食品，其中所述混合物为面糊或面团，并且其中所述烹调步骤为焙烤所述混合物以制作所述焙烤食品的步骤。
56.根据权利要求55所述的方法，其中，
所述焙烤食品为蛋糕或松饼。
碳酸氢钠产品
技术领域
[0001] 本发明涉及一种碳酸氢钠，具体而言涉及一种适合于需要制作二氧化碳的用途及其他用途的碳酸氢钠产品的制作。碳酸氢钠可在熟食产品，例如炸、铁板烤、焙烤产品(例如面食、蛋糕、饼干等)的制作中用作膨松剂(疏松剂)，且适合于在食品领域外的需要制作二氧化碳的其他领域的用途，例如塑料及橡胶用的发泡剂(起泡剂)。并且，碳酸氢钠也可应用于清洁、工业用/家用化学品、除臭及中和。此外还用作抗菌剂。
背景技术
[0002] 碳酸氢钠(也称作酸式碳酸钠或小苏打)以化学式NaHCO3来表示，用于多种领域，尤其用于烹调、健康管理、健身、清洁及防虫剂。当用于健康管理领域时，碳酸氢钠为牙膏的活性成分，且为治疗消化不良及胸闷用的抗酸剂，而且是在速度竞赛中活跃的选手所摄取的营养辅助食品，并且作为糊剂(paste)是非常有效的家庭用清洁剂。并且其为有效抑制霉菌生长的手段，在美国由环境保护局注册为生物农药。也作为家畜饲料的营养辅助成分，尤其作为对牛的瘤胃有效的缓冲剂而被销售。此外，其他用作还包括衣服和书籍的除臭剂、及车漆的清洁(苏打喷射)。
[0004] 碳酸氢钠用于金/铂的电镀、皮革工业、染料、中间体及洗涤剂、用于处理羊毛及丝绸，同时，是灭火器的活性成分，在烟道气处理中为爆发抑制剂，在陶瓷、橡胶、塑料中是石油钻井流体的组成成分，且广泛用于防治害虫、及造纸和纸浆行业。
[0005] 具体而言，碳酸氢钠在熟食制作中作为膨松剂已使用了很多年。“膨松”是依靠碳酸氢钠所放出的二氧化碳。这种现象通常通过以下两种机制之一而形成。第1种机制是由成为食材的成分自然制作或在另外追加的酸与碳酸氢钠之间产生的反应。通过该机制，碳酸氢钠能够用作由碳酸氢钠与磷酸或酒石等酸性成分的混合物形成的“发酵粉”。第2种机制是制作二氧化碳的碳酸氢钠的热分解现象。
[0006] 碳酸氢钠在食品制作过程被分解，但在碳酸氢钠中含有的钠离子仍然留在食品中。现今已知，在食品中过量含有的钠是作为促成中风的危险因素的高血压的主要原因。因此，政府机关正在促进为了提高人民的健康而减少钠的摄取量的方案。最显著的钠摄取源是在食品的调味时易过量使用的食盐(氯化钠)。作为另一个钠的摄取源可举出将碳酸氢钠用作膨松剂而制作的食品。尤其对于大量消费蛋糕、饼干等烘烤点心类的人来说，后者为主要的摄取源。
[0007] 最基础的解决方案是减少在食品制作中使用的食盐(氯化钠)的量，并减少用作膨松剂的碳酸氢钠的量，以此来降低钠的摄取量。但这种基本方法可能会因减少在食品制作中使用的氯化钠及碳酸氢钠的量而引起其他问题。例如氯化钠，为了食品的“味”，一定的量是必需的(大部分人不喜欢未以盐调味的食品)。相反，为了制作食品的适当“膨胀”所需的二氧化碳，需要最少量的碳酸氢钠。
[0008] WO2009/133409A(Eminate Ltd)公开如下内容：将由溶解于溶剂(优选水)中的氯化钠、及在环境温度下为固体状态的有机物质(优选溶解于溶剂)形成的混合物雾化，并使溶剂从雾化颗粒中蒸发来制作盐制作物。以所述工序为例，能够通过喷雾干燥等来实施。WO2009/133409所公开的有机物质例如为麦牙糊精或阿拉伯树胶等碳水化合物。
[0009] 根据WO2009/133409来制作的盐制作物通过由尺寸非常小的椭圆形空心颗粒形成。因此，作为一例，颗粒的95％以上具有50μm以下的粒度，且平均粒度在约5μm至10μm的范围内。该盐制作物能够以少于供给的盐的量来形成相同的味道。根据WO2009/133409所公开的内容，该盐制作物不含有水分(因此虽然粒度较小，仍长时间以自由流动状态残留)，在焙烤面包过程中不会产生不良影响，具有能够以相对较少的量来用于面包制作的又一优点(使用以往的盐时，为了得到令人满意的品质而在面包制作中需要更多的量)。
[0010] 研究人员们惊奇地发现，能够通过WO2009/133409中所公开的方法来制作后述的具有多种优点的碳酸氢钠产品。
发明内容
[0011] 根据第1方式，本发明提供一种碳酸氢钠产品，所述碳酸氢钠产品包括含有碳酸氢钠、及在环境温度下为固体的有机物质的颗粒，所述产品的所述颗粒具有由在颗粒内相互粘连的碳酸氢钠的单晶构成的结构，95体积％以上的所述颗粒具有小于200μm的粒度，所述产品的所述颗粒是空心的，且形成于所述结晶的外壳(outer shell)。
[0012] 关于本发明的碳酸氢钠产品，在本说明书中谈及的粒度表示为“按体积计”，且利用作为激光衍射仪的马尔文激光粒度仪2000及作为辅助装置的Scirocco2000干法进样器来进行测定。设置于衍射仪的“分析模式”设定为对准处理设为碳酸氢钠的化合物(粒度测定对象)的“通用(极细(fine))”。
[0013] 根据第2方式，本发明提供一种碳酸氢钠产品的生产方法，该方法包括如下步骤：
[0014] (i)制备包含碳酸氢钠和在环境温度下为固体状态的水溶性有机物质的水性混合物，并使所述碳酸氢钠和所述有机物质的至少一部分溶解于水相中的步骤；及[0015] (ii)将上述混合物雾化并使水分蒸发来形成碳酸氢钠产品的步骤，所述产品的所述颗粒具有由在颗粒内部相互粘连的碳酸氢钠的单晶构成的结构，95体积％以上的所述颗粒具有小于200μm的粒度，所述产品的所述颗粒是空心的，且由所述结晶的外壳形成。
[0016] 根据本发明的第1方式的碳酸氢钠产品具有各种优点和惊人的特性。根据实验结果，当重量相同时，本发明的碳酸氢钠产品制作显著多于以往的碳酸氢钠的二氧化碳。或者，本发明的碳酸氢钠产品能够以与以往的碳酸氢钠相比更少的量来制作相同体积的二氧化碳。这是因为该碳酸氢钠产品的粒度较小且具有空心的结构。
[0017] 因此，通常，本发明的碳酸氢钠产品能够用于需要制作二氧化碳的各种领域。
[0018] 该碳酸氢钠以少于以往的碳酸氢钠的量在熟食的制作中用作膨松剂，且能够提供味道好且口感优异的产品的膨松及生产中所需的适当量的二氧化碳。因此，放入到食品中的(来自碳酸氢钠的)钠的量减少，从而能够保持更健康的饮食生活。
[0019] 由于增强了二氧化碳的产生量，因此该碳酸氢钠还能够用作塑料及橡胶用的发泡(起泡)剂。
[0020] 根据本发明制作的碳酸氢钠产品的另一优点在于，与以往的碳酸氢钠相比，抗菌活性(抗菌/抗真菌活性)、除臭作用、中和作用优异。这也可认为是得利于根据本发明制作的产品的较小的粒度。
[0021] 根据本发明的方法制作的碳酸氢钠的另一个用途相当于在本说明书的引言中所述的用途。
[0022] 从各种理由来看，能够通过在WO2009/133409中公开的方法来获得具有上述优点的本发明的碳酸氢钠产品是很惊人的。首先，WO2009/133409的公开单纯地对焦于氯化钠产品的生产，并未记叙有该生产方法适用于气体产生化合物的任何可能性。第二，本实验工作表明WO2009/133409中所公开的工序显示出并不适合于由类似的无机盐即碳酸氢钾、碳酸氢铵及硫酸钠制作空心颗粒。进而，无法利用氯化钾、氯化钙或氯化镁来制作空心颗粒。
[0023] 本发明的碳酸氢钠产品中95体积％以上(优选为100体积％)的颗粒具有小于200μm的粒度。更优选95体积％以上(优选为100体积％)的颗粒具有小于150μm的粒度，进一步优选具有小于125μm的粒度，尤其优选具有小于100μm的粒度(所有颗粒的粒度在2μm至100μm的范围内)。关于该粒度范围(例如颗粒的95体积％具有200μm的粒度)，优选平均粒度在50μm至100μm的范围内。
[0024] 本发明的第1方式的另一实施方式提供一种碳酸氢钠产品，其中95体积％以上(优选为100体积％)的颗粒具有小于75μm的粒度。例如，95体积％以上(优选为100体积％)的颗粒具有小于50μm的粒度。该产品也可为75体积％以上的颗粒具有小于30μm的粒度。平均粒度为10至20μm，粒度分布较窄。在又一实施方式中平均粒度在2至10μm的范围内。
[0025] 本发明的碳酸氢钠产品包括空心颗粒。空心颗粒构成本产品的至少一部分，优选至少占颗粒的30％，更优选至少占40％，尤其优选在产品中占较大的比重，即50％以上。空心颗粒的比例优选至少为60％，更优选为至少70％，进一步优选为至少80％，尤其优选为至少90％。原则上100％最理想，但实际上空心颗粒在50至90％较好。本产品中所含的“非空心”颗粒理所当然地成为由碳酸氢钠和有机物质形成的固体颗粒。本产品中所含的固体颗粒的比例取决于碳酸氢钠产品的生产方法的左右(后述)。空心颗粒的百分比通过与固体颗粒相比更适当的放大率(例如扫描电子显微照片)观察本产品并计算空心颗粒的个数的方式选定，并以数值来表示。通常，500倍至2000倍的放大率适合于本目的，本领域技术人员能够容易地选定最合适的数值。
[0026] 本发明的碳酸氢钠产品的空心颗粒由相互粘连的碳酸氢钠的单晶形成的外壳构成，以形成包裹颗粒的内部空心的该壳。壳可“完全”包裹内部空心，也可不完全地包裹。碳酸氢钠产品的空心结构以本发明人所见是非常独特的。在本发明的产品的优选实施方式中，在适当的放大率(例如5000倍)下，以扫描电子显微镜通常可观察到椭圆形(几何意义上，实际上无需为球形)，且具有壳由碳酸氢钠的较小的杆状结晶构成的空心结构的个别颗粒。
[0027] 通常，当以碳酸氢盐和有机物质的总重量为基准时，本发明的碳酸氢钠产品含有80％至95％的碳酸氢钠。该产品例如在相同基准下具有84重量％至95重量％的碳酸氢钠。
[0028] 包含于颗粒内的有机物质维持具有由单晶构成的壳的空心颗粒的一贯性，且至少部分为水溶性、最理想是实质上为水溶性的各种的物质之一。例如，该物质可为天然或合成的聚合物。当碳酸氢钠产品用于食用时，本物质也应为营养素。例如可为寡糖或多糖类的碳水化合物。或者，也可为蛋白质。也可将上述种类的聚合物混合使用。当聚合物为碳水化合物时，可为例如麦芽糊精(例如Fibresol)、阿拉伯树胶、淀粉(例如，可溶性玉米淀粉、马铃薯淀粉或大豆淀粉、羟丙基纤维素、Merigel(淀粉)、Miramist SE(改性淀粉)、Promitor L70(可溶性葡萄糖纤维)、刺槐豆胶(Genu gum)、Maltosweet120(麦芽糊精)、结冷胶、低酰基(Kelcogel F)、普鲁兰多糖、黄原胶(Keltrol T)、及果胶(Genu Pectin)中的1种以上。
[0029] 作为合成聚合物，可举出聚乙二醇。聚乙二醇的分子量例如优选在200至9500的范围内。
[0030] 如上所述，本发明的碳酸氢钠产品的用途非常多样。其中之一为在食品制作中用作膨松剂，本产品能够以少于以往的碳酸氢钠的量来实现相同的效果，因此具有可减少食品的钠含量这种特别的优点。当用作膨松剂时，碳酸氢钠产品可与发酵酸源(source of a leavening acid)一起使用，也可没有发酵而使用。在二氧化碳的制作仅依存于热的部分用途中，碳酸氢钠产品不需要发酵酸源。当碳酸氢钠产品与发酵酸源并用时，二氧化碳通过二者成分之间的反应而形成。
[0031] 可利用包含碳酸氢钠产品和发酵酸源的发酵粉来制作碳酸氢钠产品。发酵酸具有与碳酸氢钠反应而制作二氧化碳的作用。
[0032] 因此，本发明的第3方式提供一种发酵粉制剂，其包含由本发明的碳酸氢钠产品和发酵酸源的混合物。
[0033] 本发明的发酵粉制剂与以往相同，还包含延伸产品的储存寿命的保存增强剂(storage enhancing agent)。保存增强剂例如可为在发酵粉中经常使用的抗结剂。保存增强剂还防止碳酸氢钠产品与发酵酸源之间的反应(保存增强剂在粉末状态下将二者有效地“分离”来阻止反应，并延长储存寿命)。
[0034] 根据本发明的第3方式的发酵粉制剂中所包含的发酵酸源可为在以往的发酵粉中常用的发酵酸源。发酵酸源例如为酸式焦磷酸钠(SAPP)、一水焦磷酸钙(MCP)、无水磷酸一钙(AMPC)、或磷酸铝钠(SALP)。
[0035] 本发明的发酵粉制剂例如由28％至32％的碳酸氢钠、43重量％至47重量％的发酵酸源、及23重量％至27重量％的保存增强剂的混合物构成。
[0036] 保存增强剂例如可为低水分面粉。
[0037] 本发明的碳酸氢钠产品可用于必须进行膨松的熟食的制作中(根据需要来添加发酵酸源)。制作方法可完全依赖于以往的碳酸氢钠，并制作由碳酸氢钠产品构成而能够烹调食品的混合物，在混合物中混合碳酸氢钠产品后，烹调该混合物来制作食物。为了便于说明，以烹调为例，包含烤、炒、铁板烤、炸、或平底锅烹调。其中，本发明的碳酸氢钠产品(根据需要来添加发酵酸源)优选用于需要膨松的整个熟读过程。
[0038] 作为特定的例子，本发明的碳酸氢钠产品能够用于如蛋糕或松饼等饼干类的面包制作(与发酵粉制剂同样地，与发酵酸源并用较为理想)。这种情况下，若将碳酸氢钠产品(例如发酵粉制剂所含有的产品)导入面糊、面团或其他混合物，则能够通过以往的方法来制作。或者，还有代替发酵粉制剂完成品(即由含有碳酸氢钠和发酵酸源的混合物形成的制剂)，将碳酸氢钠产品和发酵酸源分别导入混合物的方法。本发明的碳酸氢钠产品的能够替代通常包含于配方中的盐(即氯化钠)的一部分或全部。若将本发明的碳酸氢钠产品用于饼干类的膨松(代替以往的碳酸氢钠来使用，也可以代替盐来使用)，则该饼干类的钠含量低于以往。例如，能够在维持优异的口感和味道的同时，将钠含量降低至25％至50％。
[0039] 本发明的碳酸氢钠产品由含有碳酸氢钠和水溶性有机物质的水性组成物制成，碳酸氢钠和有机物质两者均至少部分地溶解于水相。水性组成物在一定的条件下雾化，并使水分从雾化的水珠中蒸发来生产颗粒状的碳酸氢钠产品。
[0040] 有机物质本身在环境温度条件下应为固体状态的物质。该物质在15℃至35℃的温度范围内为固体状态较为理想，更优选在15℃至25℃的范围内为固体状态。其中，即使温度脱离上述范围，仍为固体的可能性较高。优选该有机物质在环境温度下溶解于水。适当的有机物质的示例参考上述内容。
[0041] 在本工序中使用的碳酸氢钠由至少95重量％的碳酸氢钠形成(即至少95重量％为纯碳酸氢钠)，更优选至少99重量％，理想地为100重量％(除单晶以外)。
[0042] 水性混合物(本发明的碳酸氢钠产品的原料)包括两者均至少部分溶解于水中的有机物质及碳酸氢钠。该混合物可为均匀的溶液，也可以是相对于碳酸氢钠饱和。或者，可为含有悬浮状态(即未溶解状态)的碳酸氢钠的悬浮液。在这种悬浮液中，水相相对于碳酸氢钠饱和。此外，在所述悬浮液中，有机物质通常完全溶解，因此只有碳酸氢钠成为固体悬浮物。当使用含有碳酸氢钠的悬浮液的混合物时，更有利于工序的商业实用化。其中，若使用悬浮液，则与使用碳酸氢钠完全被溶解的溶液时相比，碳酸氢钠产品包含相对少量的空心颗粒。如可从电子显微照片中观察到，“非空心(固体)”颗粒的粒度虽小于最初制作水性混合物时使用的碳酸氢钠，但显示出逐渐大于空心颗粒的倾向。
[0043] 水性混合物通常含有每1升水0.1至70g(例如0.1至40g、0.1至50g、或0.1至60g)的有机物质，例如，每1升水含有高达1000g的碳酸氢钠。更优选水性混合物含有每1升100至1000g的碳酸氢钠，尤其优选相同基准下含有400至700g。
[0044] 水相混合物的碳酸氢钠含量通常大大高于有机物质的含量。水性混合物中，碳酸氢钠与有机物质的重量比通常在5:1至50:1的范围，优选在5:1至35:1的范围，更优选在5:1至15:1的范围，尤其优选在8:1至12:1的范围。
[0045] 如上所述，本发明的碳酸氢钠产品在一定条件下将水性混合物雾化后，使水分从雾化的水珠中蒸发而生产。在蒸发步骤中，能够采用温度上升法(例如50℃至100℃，优选为65℃至75℃)。或者是，也能够利用热空气旋流效应(hot air cyclone effect)来使其蒸发。
[0046] 雾化步骤或蒸发步骤能够利用装备有以往的喷雾干燥装置，例如配备有旋转喷雾器、双流喷雾器、双流喷嘴、或高压喷嘴的装置来实施。当小批量生产碳酸氢钠产品时，适合瑞士步琪(Buchi)小型喷雾干燥仪B-290。在产品的商业生产中，还可使用丹麦尼露(GEA-NIRO)或荷兰施托克(Stork)的工业干燥机。
[0047] 产品的性质(粒度范围、平均粒度、空心颗粒的比率等)取决于适用于工序的条件的性质。因此，例如所有颗粒的粒度小于20μm的产品利用均匀的水性混合物和步琪小型喷雾干燥仪B-290来少量生产。通过该方法生产的产品的空心颗粒的比例相对较高。相反，使用包含以工业用喷雾干燥机(例如尼露喷雾干燥机)喷雾干燥的碳酸氢钠的悬浮液的水性混合物时，有使用空心颗粒的粒度相对较大，且比例相对较低的产品来进行生产的倾向。作为能够被改变以调整碳酸氢钠产品的性质的其他参数，可举出所使用的喷雾器的类型、喷雾器的速度、水性混合物中的固体含量、及喷雾干燥装置的流速。
[0048] 鉴于本发明的方法生产出含有空心颗粒的产品的事实，产品的堆积密度变得低于碳酸氢钠的起始物料。通常，产品的堆积密度在碳酸氢钠的起始物料的80％至98％的范围内。
[0049] 将碳酸氢钠产品(例如利用尼露喷雾干燥机)以工业规模进行生产时，最合适的方法是将含有碳酸氢钠产品的悬浮液的水性混合物(含有溶解的碳酸氢钠(饱和状态)、及溶解的有机物质的水相)在环境温度下制作后，将该水相混合物提供给喷雾干燥机。
[0050] 其中，当希望生产比能够以工业用喷雾干燥机制作的产品的粒度更小的碳酸氢钠产品时，研究人员发现了能够应用的另一技术。该技术包括如下步骤：
[0051] (i)通过使水溶液的温度不超过30℃的溶解过程，制作出在环境温度下为固体状态的水溶性有机物质的第1水溶液的步骤，所述水溶液含有每1升水0.1至40g的上述有机物质；
[0052] (ii)将在步骤(i)中制作的所述第1水溶液加热至50℃至65℃的范围的步骤；
[0053] (iii)将本质上较纯的碳酸氢钠(至少95重量％为较纯的碳酸氢钠(除单晶)，更优选为至少99重量％，理想地为100重量％)以每1升水最少为100g的量溶解于步骤(ii)的所述第1水溶液来制作出第2水溶液，并且将所述水相维持在50℃至65℃的温度的步骤；及[0054] (iv)将所述第2水溶液雾化，并在50℃至70℃的温度中使水分从雾化的水珠中蒸发来形成由碳酸氢钠和所述有机物质形成的颗粒的步骤。
[0055] 发现在步骤(i)至(iii)中定义的条件为能够含有未分解的碳酸氢钠且通过雾化和蒸发来生产所希望的小粒度产品的无发泡(non-foaming)均匀溶液所要求的条件。
[0056] 此外，若(含有溶解的有机物质及溶解的碳酸氢钠的)溶液的温度(在雾化及蒸发之前)跌落至小于50℃，则碳酸氢钠从溶液中析出，对希望产品的收率产生损失。若混合物的温度先于雾化及蒸发而超过60℃，则碳酸氢盐有可能分解成碳酸盐，并导致希望产品的纯度下降。
[0057] 为了从均匀溶液中获得所希望的小粒度产品，应在50℃至70℃的温度中实施使水分从在步骤(iv)中雾化的水珠蒸发的工序。若温度超过上限值，则碳酸氢钠分解成碳酸钠，产品的纯度下降，若低于下限值，则在蒸发阶段无法进行充分的干燥。
[0058] 为了实现本方法的步骤(i)，溶解步骤在水溶液不超过30℃的温度中实施。溶解在15℃至30℃的温度范围内发生，理想地为无需在工序中加热而在环境温度下发生。在步骤(i)中制作的(第1)水溶液含有每1升的水0.1至40g的有机物质。本发明的更优选的实施方式中，在相同的基准下，第1水溶液含有0.1至20g的有机物质，更优选含有8至20g。
[0059] 在本发明的步骤(ii)中，第1水溶液被加热至50℃至65℃的温度范围，更优选为58℃至62℃，理想地为约60℃。
[0060] 在本发明的步骤(iii)中(加热的)第1水溶液，每升溶解至少100克的本质上较纯的碳酸氢钠。更优选每升加热的(第1)水溶液溶解130至155g的碳酸氢钠。在进行该溶解步骤期间，水相维持在50℃至65℃的温度，更优选为58℃至62℃，理想地为约60℃。
[0061] 为了生产碳酸氢钠产品，在一定条件下将混合物雾化，并使水分从雾化的水珠中蒸发来生产所述颗粒状碳酸氢钠产品。水分的蒸发适合50℃至70℃的温度。若温度超过70℃，则意外导致碳酸氢钠的分解，若低于50℃，则无法进行适当的干燥。能够利用热空气旋流效应来蒸发水分。
[0062] 执行时，对于喷雾干燥装置的腔室内温度，能够通过测定腔室出口温度来进行监控。出口温度比腔室内部温度低几度，因此适合于获得内部温度的近似值。若将出口温度调整为50℃至65℃，则在步骤(iv)中将获得最佳结果。在该范围内的最佳温度随着所使用的喷雾干燥装置的种类而不同。例如，当采用步琪小型喷雾干燥仪B-290时，将腔室的出口温度设定为55℃可获得优异的效果。
[0063] 关于本发明的方法，只要采用已详细叙述的上述条件即可获得维持了碳酸氢钠的纯度的产品。若使用该方法，将100％苏打石结晶型的碳酸氢钠用作起始物料，能够生产将原本的碳酸氢钠的结晶结构作为苏打石而100％维持的产品。进而，本方法的条件是生产具有后述物理特性及优点的产品所必需的条件。
附图说明
[0065] 图1(a)和图1(b)分别是根据实施例1获得的碳酸氢钠产品的3000倍和5000倍的扫描电子显微照片。
[0066] 图2是市售的碳酸氢钠的100倍的扫描电子显微照片。
[0067] 图3是在实施例1中制作的碳酸氢钠的粒度分布。
[0068] 图4是根据实施例2(比较例)获得的产品的2000倍的扫描电子显微照片。
[0070] 图6是在实施例2(比较例)中使用的碳酸氢钠起始物料的X射线衍射光谱。
[0071] 图7是根据实施例3(比较例)获得的碳酸钠产品的1000倍的扫描电子显微照片。
[0072] 图8(a)和图8(b)分别是根据实施例4(比较例)获得的碳酸氢钾产品的1000倍和2000倍的扫描电子显微照片。
[0073] 图9是根据实施例9获得的碳酸氢钠产品的6000倍的扫描电子显微照片。
[0074] 图10是根据实施例10获得的碳酸氢钠产品的2500倍的扫描电子显微照片。
[0075] 图11示出实施例11的结果，是对由本发明的碳酸氢钠产品和市售的碳酸氢钠产生的二氧化碳的量进行比较的曲线图。
[0076] 图12表示根据实施例12的工序获得的纸杯蛋糕。
[0077] 图13是在实施例11中制作的碳酸氢钠的粒度分布。
[0078] 图14(a)和图14(b)是将在实施例11中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1500倍放大率的扫描电子显微照片。
[0079] 图15是在实施例12中制作的碳酸氢钠的粒度分布。
[0080] 图16(a)和图16(b)分别是在实施例12中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1000倍放大率的扫描电子显微照片。
[0081] 图17是在实施例13中制作的碳酸氢钠的粒度分布。
[0082] 图18(a)和图18(b)是在实施例13中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1500倍放大率的扫描电子显微照片。
[0083] 图19是在实施例14中制作的硒碳酸氢钠的粒度分布。
[0084] 图20(a)和图20(b)是在实施例14中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1000倍放大率的扫描电子显微照片。
[0085] 图21是在实施例15中制作的硒碳酸氢钠的粒度分布。
[0086] 图22(a)和图22(b)是在实施例15中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1500倍放大率的扫描电子显微照片。
[0087] 图23是在实施例16中制作的硒碳酸氢钠的粒度分布。
[0088] 图24(a)和图24(b)是在实施例16中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1500倍放大率的扫描电子显微照片。
[0089] 图25是在实施例17中制作的硒碳酸氢钠的粒度分布。
[0090] 图26(a)和图26(b)是在实施例17中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1000倍放大率的扫描电子显微照片。
[0091] 图27是在实施例18中制作的硒碳酸氢钠的粒度分布。
[0092] 图28(a)和图28(b)是在实施例18中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1500倍放大率的扫描电子显微照片。
[0093] 图29是在实施例19中制作的硒碳酸氢钠的粒度分布。
[0094] 图30(a)和图30(b)是将在实施例19中制作的碳酸氢钠产品的500倍和1000倍放大率的扫描电子显微照片。
[0095] 图31是在实施例20中制作的硒碳酸氢钠的粒度分布。
[0096] 图32是在实施例20中制作的碳酸氢钠产品的500倍放大率的扫描电子显微照片。
[0097] 图33(a)和图33(b)分别表示在实施例20中制作的空心颗粒的2200倍和10000倍放大率的内部结构。
[0098] 图34(a)和图34(b)分别是在实施例21中制作的碳酸氢钠产品的250倍和2200倍放大率的电子显微照片。
[0099] 图35在实施例22中制作的碳酸氢钠产品的250倍放大率的扫描电子显微照片。
[0100] 图36在实施例23中制作的碳酸氢钠产品的250倍放大率的扫描电子显微照片。
[0101] 图37表示根据实施例21至23制作的碳酸氢钠产品的粒度分布。
[0102] 图38表示在实施例24至27中用于制作焙烤产品的碳酸氢钠产品的粒度分布。
[0103] 图39表示根据实施例24制作的巧克力蛋糕的样品。
[0104] 图40(a)和图40(b)表示根据实施例26制作的松饼的样品。
具体实施方式
[0105] 实施例1
[0106] 将20g的速溶胶BB(阿拉伯树胶)放入2升的锥形烧瓶中，并加入2000ml的去离子水(在环境温度下)、及磁性搅拌子(magnetic flea)。之后进行搅拌直到速溶胶溶解。将锥形烧瓶放置在加热板上，对于速溶胶的溶液，持续进行搅拌的同时将其加热至60℃的温度。
[0107] 向热溶液中加入(利用X射线衍射)已确定由不含任何非结晶材料的100％的苏打石(NaHCO3)构成的290g的市售碳酸氢钠。进行搅拌直到碳酸氢钠全部溶解，同时将温度维持在60℃。
[0108] 在入口温度为100℃且如下设置的步琪小型喷雾干燥仪B-290中，对热溶液进行喷雾干燥。
[0109]
[0110] “泵％”的值40相当于产品离开步琪小型喷雾干燥仪的干燥室时的55℃的温度。
[0111] 来自2升的产品收率为193.0gm＝62.25％。
[0112] (i)为了说明所获得的产品的性质，在图1(a)及图1(b)中分别示出1000倍及2000倍放大率的扫描电子显微照片。在附图的下方可以看到包括粒度不过几微米的大致椭圆形的空心颗粒的产品。
[0113] 为了将根据本实施例获得的产品的颗粒结构与市售的碳酸氢钠中的晶体的结构进行对比，在图2中示出100倍放大率的扫描电子显微照片。比较图1(a)(1000倍的放大率)与图2(100倍的放大率)，市售的碳酸氢钠晶体通常为长度100μm的细长的模样，而图1(a)所示的颗粒为直径约10μm的大致球形。
[0114] 产品的X射线衍射分析表明，其包括100％的苏打石(NaHCO3)而完全不含有能够检测到的量的泡碱(Natron，Na2CO3·10H2O)或泡碱(Natrite，NaCO3)。
[0115] 实施例2(比较例)
[0116] 除了将步琪小型喷雾干燥仪中的“泵％”设定为相当于产品离开干燥仪的干燥室时的85℃的温度的30以外，其他重复实施例1的过程。这是使用于WO2009/133409的实施例中的设定。
[0117] 为了说明所获得的产品的性质，在图4中示出2000倍放大率的扫描电子显微照片。该照片中有两种类型的颗粒。较大且光滑的球体(我们认为)包括大体上在喷雾干燥过程中由碳酸氢钠的分解而生成的碳酸钠。另一种颗粒包括碳酸氢钠，但比图1所示的颗粒的外观更光滑，(我们认为)这是由于在这些颗粒中存在碳酸氢钠。
[0118] 利用X射线衍射进行分析可确定，产品含有49重量％的苏打石、及51重量％的非结晶材料(碳酸钠)。
[0119] 在图5中示出产品的X射线衍射光谱。为了进行比较，在图6中示出碳酸氢钠原料(按来样计算)的X射线衍射光谱。
[0120] 图6表示，碳酸氢钠原料具有显示高晶序且结晶尺寸较大(＞100nm)的轮廓鲜明的峰。另一方面，根据该实施例制作的样品(图5所示的光谱)具有由样品的较小的结晶尺寸和残余应力引起的较宽的峰。
[0121] 实施例3(比较例)
[0122] 重复实施例1的过程，但使用碳酸钠来代替碳酸氢钠，且在90℃中实现碳酸钠的溶解。
[0123] 之后，将所生成的溶液以与实施例1相同的条件在步琪小型喷雾干燥仪B-290中进行喷雾干燥。
[0124] 在该过程中获得92.4g的产品，这代表收率为57.75％。
[0125] 图7是所获得的产品的1000倍的扫描电子显微照片。在图7中可以看到，产品制作成由外观凸凹不平的大体球形的球构成。该球是固体且不是空心的，其平均粒度为6μm。
[0126] 实施例4(比较例)
[0127] 本实施例中演示了如碳酸氢钾和阿拉伯树胶的溶液的喷雾干燥。
[0128] 重复实施例1的过程，但使用碳酸氢钾来代替碳酸氢钠。
[0129] 图8(a)及图8(b)中分别示出所制作的白色粉末的1000倍及2000倍放大率的扫描电子显微照片。如在这些附图中可以看到，该粉末与使用碳酸氢钠获得的空心的大致球形的颗粒相反，是由正六面体的碳酸氢钾形成。
[0130] 实施例5(比较例)
[0131] 本实施例中演示了如碳酸氢铵和阿拉伯树胶的溶液的喷雾干燥。
[0132] 重复实施例4的过程，但使用碳酸氢铵来代替碳酸氢钾。
[0133] 碳酸氢铵在干燥过程中出现了反应，产物未能充分干燥至能够进行分析。
[0134] 实施例6
[0135] 重复实施例1的过程，但使用聚乙二醇(分子量为6000)来代替速溶胶。图9中示出本产品的6000倍的扫描电子显微照片。
[0136] 可以看到，产品具有空心的球状结构。
[0137] 实施例7
[0138] 重复实施例1的过程，但使用麦芽糊精来代替速溶胶。图10中示出本产品的6000倍的扫描电子显微照片。
[0139] 可以看到，产品具有空心的球状结构。
[0140] 实施例8
[0141] 本实施例中，对根据上述实施例1来制作的碳酸氢钠的两个样品(重量比不同)和市售的碳酸氢钠的样品的二氧化碳的产生量进行比较。
[0142] 利用Ankom RF型气体发生测量系统来测定二氧化碳的产生量。
[0143] 为了本实施例，二氧化碳产生量的测量中使用以下样品：
[0145] (ii)实施例1的产品的1.0g样品(在此指定为“40％的eminate碳酸氢盐”)；及[0146] (iii)市售的碳酸氢钠的2.5g样品(在此指定为“发酵粉”)。
[0147] 在图11中示出测定结果。从图11可看到由实施例1的产品的2.5g样品(图11中指定为“100％的eminate碳酸氢盐”)产生的(以绝对压力测量的)二氧化碳的最大体积。此外，在图11中指定为“40％的eminate碳酸氢盐”的实施例1的1.0g的样品与以往的碳酸氢钠的2.5g样品(指定为“发酵粉”)释放相似量的二氧化碳。
[0148] 因此本实施例说明，根据实施例1制作的产品相比市售的碳酸氢钠，二氧化碳的排出量更加优异。实施例1的产品的样品以仅相当于市售的碳酸氢钠的40重量％的量来制作相同量的二氧化碳。
[0149] 实施例9
[0150] 将碳酸氢钠用作膨松剂来制作出2套纸杯蛋糕。这2套纸杯蛋糕以相同的配方且在相同的焙烤条件下作出，但1套使用市售的碳酸氢钠而另1套使用实施例1的碳酸氢钠产品来作为膨松剂，后者的使用量为前1套中使用的市售的碳酸氢钠的75％。
[0151] 将纸杯蛋糕样品切成一半，并在图12中示出其照片。该照片中，对4个纸杯蛋糕分别标注1至4的数字。纸杯蛋糕1和2将市售的碳酸氢钠、纸杯蛋糕3和4将实施例1的碳酸氢钠产品分别用作膨松剂。在测定用尺子前拍摄图12中的4个纸杯蛋糕来评价蛋糕的高度。
[0152] 图12中可以看出所有纸杯蛋糕的高度相似，由此可知市售的碳酸氢钠和减少至市售的碳酸氢钠的75％的量的实施例1的碳酸氢钠生成相同量的二氧化碳。
[0153] 关于纸杯蛋糕的内部结构和味道，以往的碳酸氢钠和实施例1的碳酸氢钠产品大致相似。
[0154] 实施例10
[0155] 比较实施例1的产品和市售的碳酸氢钠相对于金黄色酿脓葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌及单核细胞增多性李司忒氏菌的抗菌活性。根据实施例1制作的碳酸氢钠1g和一般的碳酸氢钠1.5g显示出相同的抗菌活性，由此可知根据本发明制作的碳酸氢钠能够以更少的量应用于抗菌领域。这得益于本发明的碳酸氢钠的增加的表面积及其独特的结构。
[0156] 实施例11
[0157] 将3g的Merigel放入200mL的锥形烧瓶中，并加入200ml的去离子水(在环境温度下)、及磁性搅拌子。之后进行搅拌直到Merigel溶解。将锥形烧瓶放置在加热板上，对于速溶胶的溶液，持续进行搅拌的同时将其加热至60℃的温度。
[0158] 向热溶液中加入(利用X射线衍射)已确定由不含任何非结晶材料的100％的苏打石(NaHCO3)构成的30g的市售碳酸氢钠。进行搅拌直到碳酸氢钠全部溶解，同时将温度维持在60℃。
[0159] 在入口温度为100℃且如下设置的步琪小型喷雾干燥仪B-290中，对热溶液进行喷雾干燥。
[0160]
[0161] “泵％”的值40相当于产品离开步琪小型喷雾干燥仪的干燥室的55℃的温度。
[0162] 测量所获得的粉末的粒度分布并将测定结果示于图13。将产品的500倍及1500倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图14(a)及图14(b)。
[0163] 由图13所示的粒度分布可知，该产品具有如下粒度特性。
[0164] D(0.1)＝2.3μm D(0.5)＝7.9μm D(0.9)＝16.6μm
[0165] 其中，D(0.1)表示样品的10体积％具有小于2.3μm的粒度，
[0166] D(0.5)表示样品的50体积％具有小于7.9μm的粒度，50体积％具有大于7.9μm的粒度，
[0167] D(0.9)表示样品的90体积％具有小于16.6μm的粒度。
[0168] 如图14所示，该产品含有空心颗粒(尤其参考图14(b))。
[0169] 实施例12
[0170] 重复实施例11的过程，但使用Miramist SE(改性淀粉)来代替Merigel。
[0171] 将产物的粒度分布示于图15，并且将500倍及1500倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图16(a)及图16(b)。
[0172] 该产品具有如下粒度特性。
[0173] D(0.1)＝1.9μm D(0.5)＝6.4μm D(0.9)＝13.18μm
[0174] 如图16(a)及图16(b)所示，该产品含有空心颗粒(尤其参考图16(b))。
[0175] 实施例13
[0176] 重复实施例11的过程，但使用Promitor L70(可溶性葡萄糖纤维)来代替Merigel。
[0177] 将产物的粒度分布示于图17，并且将500倍及1500倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图18(a)及图18(b)。
[0178] 该产品具有如下粒度特性。
[0179] D(0.1)＝1.5μm D(0.5)＝5.3μm D(0.9)＝11.0μm
[0180] 如图18(a)及图18(b)所示，该产品含有空心颗粒(尤其参考图18(b))。
[0181] 实施例14
[0182] 重复实施例11的过程，但使用刺槐豆胶(Genu gum)来代替Merigel。
[0183] 将产物的粒度分布示于图19，并且将500倍及1000倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图20(a)及图20(b)。
[0184] 该产品具有如下粒度特性。
[0185] D(0.1)＝2.5μm D(0.5)＝7.9μm D(0.9)＝17.1μm
[0186] 如图20(a)及图20(b)所示，该产品含有空心颗粒(尤其参考图20(b))。
[0187] 实施例15
[0188] 重复实施例11的过程，但使用Maltosweet120(麦芽糊精)来代替Merigel。
[0189] 将产物的粒度分布示于图21，并且将500倍及1500倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图22(a)及图22(b)。
[0190] 该产品具有如下粒度特性。
[0191] D(0.1)＝1.7μm D(0.5)＝6.2μm D(0.9)＝12.8μm
[0192] 如图22(a)及图22(b)所示，该产品含有空心颗粒(尤其参考图22(b))。
[0193] 实施例16
[0194] 重复实施例11的过程，但使用结冷胶、低酰基(Kelcogel F)来代替Merigel。
[0195] 将产物的粒度分布示于图23，并且将500倍放大率及1500倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图24(a)及图24(b)。
[0196] 该产品具有如下粒度特性。
[0197] D(0.1)＝1.9μm D(0.5)＝7.3μm D(0.9)＝16.9μm
[0198] 实施例17
[0199] 重复实施例11的过程，但使用普鲁兰多糖来代替Merigel。
[0200] 将产物的粒度分布示于图25，并且将500倍及1000倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图26(a)及图26(b)。
[0201] 该产品具有如下粒度特性。
[0202] D(0.1)＝2.6μm D(0.5)＝8.0μm D(0.9)＝16.4μm
[0203] 实施例18
[0204] 重复实施例11的过程，但使用果胶(Genu pectin)来代替Merigel。
[0205] 将产物的粒度分布示于图27，并且将500倍及1500倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图28(a)及图28(b)。
[0206] 该产品具有如下粒度特性。
[0207] D(0.1)＝2.1μm D(0.5)＝6.9μm D(0.9)＝13.9μm
[0208] 如图28(a)及图28(b)所示，该产品含有空心颗粒(尤其参考图28(b))。
[0209] 实施例19
[0210] 重复实施例11的过程，但使用黄原胶(Keltrol T)来代替Merigel。
[0211] 将制产物的粒度分布示于图29，并且将500倍及1500倍放大率的扫描电子显微照片分别示于图30(a)及图30(b)。
[0212] 该产品具有如下粒度特性。
[0213] D(0.1)＝2.5μm D(0.5)＝7.0μm D(0.9)＝14.4μm
[0214] 颗粒具有5至10μm的粒度，且是空心的。
[0215] 实施例20
[0216] 将3g的阿拉伯树胶放入200mL的锥形烧瓶中，并加入100ml的去离子水(在环境温度下)、及磁性搅拌子。之后进行搅拌直到阿拉伯树胶溶解。将锥形烧瓶放置在加热板上，对于速溶胶的溶液，持续进行搅拌的同时将其加热至60℃的温度。
[0217] 向热溶液中加入(利用X射线衍射)已确定由不含任何非结晶材料的100％的苏打石(NaHCO3)构成的30g的市售碳酸氢钠。进行搅拌直到碳酸氢钠全部溶解，同时将温度维持在60℃。通过该过程，获得碳酸氢钠的悬浮液。
[0218] 在与实施例11同样地设置的步琪小型喷雾干燥仪B-290中，对热溶液进行喷雾干燥(同时进行搅拌)。
[0219] 其结果，得到白色的自由流动粉末。
[0220] 将粉末的粒度分布示于图31，并且将500倍放大率的SEM图像示于图32。该产品具有如下粒度特性。
[0221] D(0.1)＝2.643μm D(0.5)＝8.324μm D(0.9)＝46.912μm
[0222] 如在图31及图32中所示，该粉末中存在两种颗粒。更具体而言，存在具有约7至10μm的粒度的小颗粒、及具有约50μm的粒度的大颗粒。粒度差可在图32中进行确认。根据图31，该产品具有包括在约7至9μm的粒度(产品的约80％)周边存在的“主峰”及在约50μm粒度周边存在的“副峰(minor peak)”的双峰粒度分布。
[0223] 图33(a)及图33(b)中分别以2200倍及10000倍的放大率示出1个“小颗粒”的内部结构。该颗粒为在内部具有碳酸氢钠结晶且阿拉伯树胶包覆其外部的空心结构。
[0224] 可假设大颗粒并非空心结构，且在SEM图像中找不到空心结构的证据。虽无需受制于理论，但研究人员确信大颗粒在喷雾干燥之前未完全溶解。至少该颗粒小于最初的碳酸氢钠(参考图2)。因此可以推定碳酸氢钠从原本的颗粒表面溶解(从而粒度减小)，这也支持了颗粒未完全溶解的我们的理论。
[0225] 实施例21
[0226] 以干净干燥的约20升的桶(bucket)计量出11.34kg的超纯水(Milli-Q)。将2.27kg的NaHCO3添加到桶中，并利用悬臂式搅拌机和叶轮来进行搅拌。添加0.5kg的速溶胶BB(阿拉伯橡胶)持续搅拌10分钟。另添加2.81kg的NaHCO3(松散堆积密度为1.00g/cc)并搅拌至成为浆料后，再对浆料进行10分钟的搅拌。
[0227] 利用595μm的筛子将溶液倒入另一干净的桶中。用水冲洗桶和筛子。经过了冲洗和过筛后，溶液的总重量为18.77kg(固体为29.7％)。
[0228] 在配备有旋转喷雾器和回旋分离器的小型尼露Utility Dryer V型喷雾干燥机)中对悬浮液实施喷雾干燥。
[0229] 将干燥器完整地组装后，启动尼露风扇和喷雾器的马达。加热器的温度设定为200℃。将干燥器的条件及设定参数示于表1。
[0230] 在整个制作过程中对浆料进行搅拌，并在供给于干燥器期间维持NaHCO3始终悬浮于溶液中。
[0231] 表1
[0232]
[0233] 利用扫描电子显微镜来检查干燥样品，并将图像示于图34。在30％的固体中，产物由空心球体和更大的未溶解颗粒构成。测定松散堆积密度及粒度分布，并将结果示于图37。
[0234] 松散堆积密度为0.85g/cc。
[0235] 所述数据表示，在30％固体中，产物含有1/2以下的空心球体和1/2的未溶解颗粒。
[0236] 实施例22
[0237] 以干净干燥的约20升的桶计量出7.7kg的超纯水。将2.27kg的NaHCO3添加到桶中，并利用悬臂式搅拌机和叶轮来进行搅拌。添加0.57kg的速溶胶BB(阿拉伯橡胶)持续搅拌10分钟。另添加3.51kg的NaHCO3(松散堆积密度为1.00g/cc)并搅拌至成为浆料后，再对浆料进行10分钟的搅拌。
[0238] 利用595μm的筛子将溶液倒入另一干净的桶中。用4.08kg的超纯水冲洗桶和筛子。经过了冲洗和过筛后，溶液的总重量为18.14kg(固体为35％)。
[0239] 在配备有旋转喷雾器和回旋分离器的小型尼露Utility Dryer V型喷雾干燥机中对悬浮液实施喷雾干燥。
[0240] 将干燥器完整地组装后，启动尼露风扇和喷雾器的马达。加热器的温度设定为200℃。将干燥器的条件及设定参数示于表2。
[0241] 在整个制作过程中对浆料进行搅拌，并在供给于干燥器期间维持NaHCO3始终悬浮于溶液中。
[0242] 表2
[0243]
[0244] 利用扫描电子显微镜来检查干燥样品，并将图像示于图35。在35％的固体中，制作物由空心球体和更大的未溶解颗粒构成。测定松散堆积密度及粒度分布，并将结果示于图37。
[0245] 松散堆积密度为0.92g/cc。
[0246] 所述数据表示，在35％固体中，未溶解颗粒与实施例21相比增加。
[0247] 实施例23
[0248] 以干净干燥的约20升的桶计量出7.71kg的超纯水。将2.27kg的NaHCO3添加到桶中，并利用悬臂式搅拌机和叶轮来进行搅拌。添加0.65kg的速溶胶BB(阿拉伯橡胶)持续搅拌10分钟。另添加4.34kg的NaHCO3(松散堆积密度为1.00g/cc)并搅拌至成为浆料后，再对浆料进行10分钟的搅拌。
[0249] 利用595μm的筛子将溶液倒入另一干净的桶中。用3.18kg的超纯水冲洗桶和筛子。经过了冲洗和过筛后，溶液的总重量为18.14kg(固体为40％)。
[0250] 在配备有旋转喷雾器和回旋分离器的小型尼露Utility Dryer V型喷雾干燥机中对悬浮液实施喷雾干燥。
[0251] 将干燥器完整地组装后，启动尼露风扇和喷雾器的马达。加热器的温度设定为200℃。将干燥器的条件及设定参数示于表3。
[0252] 在整个制作过程中对浆料进行搅拌，并在供给于干燥器期间维持NaHCO3始终悬浮于溶液中。
[0253] 表3
[0254]
[0255] 利用扫描电子显微镜来检查干燥样品，并将图像示于图36。在40％的固体中，产物由空心球体和更大的未溶解颗粒构成。测定松散堆积密度及粒度分布，并将结果示于图37。
[0256] 松散堆积密度为0.97g/cc。
[0257] 所述数据表示，在40％固体中，未溶解颗粒与实施例21和实施例22相比增加。
[0258] 实施例24
[0259] 本实施例中演示了使用含有本发明的碳酸氢钠的发酵粉的巧克力蛋糕的制作，并且为了比较，使用了含有标准碳酸氢钠的已往(市售)发酵粉。更具体而言，本实施例演示了含有本发明的碳酸氢钠，且使用与采用以往的发酵粉的巧克力相比含有更少量的钠的发酵粉的巧克力蛋糕的成功制作。
[0260] 为了本实施例的目的，利用尼露喷雾干燥机以供给温度50℃、入口温度150℃、及排气温度65℃来制作本发明的碳酸氢钠。将该产品的粒度分布示于图38，在本说明书中称作SB20。
[0261] 以下表4中示出利用了以往的发酵粉(含有碳酸氢钠约28重量％、低水分面粉约33％、及SAPP(酸式焦磷酸钠)约39％)的配方(1号配方)。对于采用本发明的碳酸氢钠的发酵粉的构成及其含量将进行后述。
[0262] 表4(1号配方)
[0263]组成部分 ％
食糖 31.80％
人造黄油 23.10％
小麦粉T55 17.25％
热水 10.00％
水 8.00％
可可粉 5.00％
巴氏杀菌蛋黄 1.80％
香草香精 1.00％
巴氏杀菌蛋白 0.85％
发酵粉 0.80％
盐 0.20％
山梨酸钾 0.20％
总计 100.00％
食糖 31.80％
人造黄油 23.10％
小麦粉T55 17.25％
热水 10.00％
水 8.00％
可可粉 5.00％
巴氏杀菌蛋黄 1.80％
香草香精 1.00％
巴氏杀菌蛋白 0.85％
发酵粉 0.80％
盐 0.20％
山梨酸钾 0.20％
总计 100.00％
[0264] 对于巧克力蛋糕，使用含有30重量％的SB20、45重量％的SAPP、及25重量％的低水分面粉的发酵粉，将上述配方进行各种变更。
[0265] 将改变的配方示于以下表5的2号～7号配方(为便于理解，将1号配方也包含于表5中)。
[0266] 为了更易理解，在本实施例中，将本发明的采用SB20产品的发酵粉组成物称作Eminate发酵粉。
[0267] 表5
[0268]
[0269] 在2号～7号配方中，为了配合1号配方的重量而添加了小麦粉T55。
[0270] 巧克力蛋糕均以如下过程来制作。
[0271] 1.将鸡蛋粉末(egg powder)溶解于水中。
[0272] 2.对水进行加热，并添加可可粉。
[0273] 3.将上述巧克力冷却至室温。
[0274] 4.用筛子对材料进行干燥。
[0275] 5.用人造黄油和甜味剂来制作奶油(利用Kenwood搅拌机，速度为33，2～3分钟)。
[0276] 6.添加上述鸡蛋组合物后进行混合(速度为1，1分钟，之后将速度调为3，2分钟)。
[0277] 7.添加干燥的材料后进行混合(速度为1，1分钟，之后将速度调为3，2分钟)。
[0278] 8.添加上述巧克力后混合至得到均匀的面糊。
[0279] 9.将面糊放入蛋糕模具(350g)中，以180℃烤40分钟。
[0280] 拍摄上述巧克力蛋糕的样品，并将结果示于图39(各样品与表5中所示的各配方有关)。
[0281] 测量各巧克力蛋糕的高度，将分析水分含量(％)、pH及水分活性，将结果示表6。表6中包括蛋糕的钠含量(％)、及2号～7号配方的情况下，与1号配方相比时的钠的减少量(％)。
[0282] 表6
[0283]
[0284] 表6表示，即使大小有差异，但所有蛋糕均膨胀。蛋糕6及7在焙烤后膨胀得相对较高，但在冷却后收缩。蛋糕4、6及7的颜色相比其他蛋糕较暗，这与相对较高的pH值有关。
[0285] 蛋糕在制作当天均较脆，在24小时完全凝固。
[0288] 最受欢迎的蛋糕外观为1和4，最不受欢迎的为3和6。最受欢迎的蛋糕质感为1和2，最不受欢迎的为5和7。最甜的蛋糕为4和5，甜味最淡的为1和2。其中，甜的程度并没有明确的倾向或差异，因此根据个人偏好选择的可能性较大。
[0289] 品评结果，即使蛋糕的钠含量与对照组相比减少了约40％，也不会对味道产生奇怪的影响。钠的减少与品评小组评价的味道及其物理特性毫无关系。
[0290] 添加SB20来代替盐的蛋糕(4号、6号及7号配方)的钠含量减少，且更加膨胀，但对味道没有任何影响。
[0291] 实施例25
[0292] 本实施例用于对根据实施例24的1号和4号配方制作的巧克力蛋糕进行更仔细的比较。1号配方含有(使用于实施例24的)以往的发酵粉和盐。4号配方使用在实施例24中采用的Eminate发酵粉，且以75重量％的SB20代替了1号配方的盐。
[0293] 将在本实施例中使用的配方整理于以下表7和表8。
[0294] 表7-1号配方
[0295]组成部分 ％
食糖 31.80％
人造黄油 23.10％
小麦粉T55 17.25％
热水 10.00％
水 8.00％
可可粉 5.00％
巴氏杀菌蛋黄 1.80％
香草香精 1.00％
巴氏杀菌蛋白 0.85％
发酵粉 0.80％
盐 0.20％
山梨酸钾 0.20％
总计 100.00％
食糖 31.80％
人造黄油 23.10％
小麦粉T55 17.25％
热水 10.00％
水 8.00％
可可粉 5.00％
巴氏杀菌蛋黄 1.80％
香草香精 1.00％
巴氏杀菌蛋白 0.85％
发酵粉 0.80％
盐 0.20％
山梨酸钾 0.20％
总计 100.00％
[0296] 表8-4号配方
[0297]组成部分 ％
食糖 31.80％
人造黄油 23.10％
小麦粉T55 17.45％
热水 10.00％
水 8.00％
可可粉 5.05％
巴氏杀菌蛋黄 1.80％
香草香精 1.00％
巴氏杀菌蛋白 0.85％
发酵粉 0.60％
SB20 0.15％
山梨酸钾 0.20％
总计 100.00％
食糖 31.80％
人造黄油 23.10％
小麦粉T55 17.45％
热水 10.00％
水 8.00％
可可粉 5.05％
巴氏杀菌蛋黄 1.80％
香草香精 1.00％
巴氏杀菌蛋白 0.85％
发酵粉 0.60％
SB20 0.15％
山梨酸钾 0.20％
总计 100.00％
[0298] 按照在实施例24中说明的过程来制作巧克力蛋糕，且以190℃烘烤20分钟。
[0299] 对已焙烤的巧克力蛋糕的pH值、水分含量及水分活性进行测定。将结果示于表9。
[0300] 表9
[0301] 1号配方 4号配方
pH值 6.62(23.7℃) 6.97(24.2℃)
湿度 21.20％ 19.53％
pH值 6.62(23.7℃) 6.97(24.2℃)
湿度 21.20％ 19.53％
[0302]水分活性 0.835 0.771
[0303] 根据4号配方制作的巧克力蛋糕与1号配方的巧克力蛋糕相比颜色较暗。这说明，4号配方的pH值与1号配方的蛋糕相比更接近于中性。
[0304] 1号配方的蛋糕的质感与4号配方的蛋糕相比较硬且密度大。相比较，4号配方的蛋糕更柔软且更脆。为了得到更多的定量数据，利用有机玻璃_P25L探针和5kg的测力传感器，并以食品质地测定仪，测定25mm厚度的蛋糕的“硬度”。“硬度”以蛋糕相对于贯穿6mm深度的力的抵抗性来判定(参考美国面包制作协会的蛋糕硬度判定的标准顺序)。1号配方的“硬度”约为460克，4号配方的蛋糕约为360克。
[0305] 请品评小组(24名)评价根据1号配方和4号配方制作的巧克力蛋糕的“粘稠度”、“巧克力口味”、“甜度”及偏好度。
[0306] 各测试作为对上述参数的比较测试来进行，判定哪个样品具有更高的参数。
[0307] 关于“咸度”发现了显著的差异。1号配方的巧克力蛋糕比4号配方的巧克力蛋糕更咸(p值＝0.0015)。
[0308] “甜度”、“巧克力口味”及“粘稠度”并无显著的差异，但1号配方的巧克力蛋糕与4号配方的巧克力蛋糕相比，“粘稠”的倾向更强。
[0309] 即，1号配方的巧克力蛋糕与4号配方的巧克力蛋糕相比，更咸，且颜色更浅。4号配方的巧克力蛋糕与1号配方的巧克力蛋糕相比，更柔软且颜色更深。
[0310] 实施例26
[0311] 本实施例演示了使用含有本发明的碳酸氢钠产品的发酵粉的松饼的制作，并且为了进行比较，使用了含有标准碳酸氢钠的以往的市售的发酵粉。
[0312] 以往的发酵粉与在实施例24中使用的相同，且含有约28重量％的碳酸氢钠、约39重量％的SAPP、及约33重量％的低水分面粉。
[0313] 将采用以往的发酵粉的松饼的制作材料示于表10。
[0314] 表10
[0315]组成部分 ％
小麦粉 28.00％
玉米原淀粉 3.50％
水 17.00％
向日葵油 14.00％
细白砂糖 24.50％
半脱脂牛奶 6.10％
巴氏杀菌蛋黄 3.35％
巴氏杀菌蛋白 1.90％
发酵粉 1.00％
香草香精 0.35％
乳化剂(DATEM) 0.15％
乳化剂(SSL) 0.15％
总计 100.00％
小麦粉 28.00％
玉米原淀粉 3.50％
水 17.00％
向日葵油 14.00％
细白砂糖 24.50％
半脱脂牛奶 6.10％
巴氏杀菌蛋黄 3.35％
巴氏杀菌蛋白 1.90％
发酵粉 1.00％
香草香精 0.35％
乳化剂(DATEM) 0.15％
乳化剂(SSL) 0.15％
总计 100.00％
[0316] 使用采取本发明的碳酸氢钠产品的2种发酵粉制剂，并将上述配方稍加变更来制作松饼。上述2种发酵粉制剂均含有在实施例24中被称作SB20的碳酸氢钠产品(有机物质为阿拉伯树胶，粒度约为15至20μm)。这些发酵粉制剂的组成中，膨松剂不同，1个使用酸式焦磷酸钠(SAPP)，1个使用一水焦磷酸钙(MCP)。2种发酵粉制剂的组成如下。
[0317] a.30重量％的SB20、45重量％的SAPP、及25重量％的低水分面粉。
[0318] b.30重量％的SB20、45重量％的MCP、及25重量％的低水分面粉。
[0319] 本实施例中之所以将MCP用作膨松剂，是由于快速膨胀剂常用于松饼的制作。
[0320] 在表4的配方中，使用发酵粉制剂(a)及(b)来代替以往的发酵粉，以此来制作松饼。发酵粉制剂(a)及(b)仅使用以往的发酵粉的75％的量(即，发酵粉的量减少25％)。
[0321] 将MCP用作膨松剂的松饼(即发酵粉制剂(b))中，MCP完全不含钠，因此与含有SAPP的松饼相比，钠含量低。
[0322] 松饼均以如下过程来制作。
[0323] 1.利用Kenwood搅拌机将鸡蛋粉末和乳化剂溶解于水中(速度1，2分钟)。
[0324] 2.在Kenwood搅拌机的鸡蛋混合物中添加向日葵油及香精(速度1，2分钟)。
[0325] 3.将筛分后干燥的材料(小麦粉、食糖、淀粉、脱脂牛奶及发酵粉)进行混合。
[0326] 4.将上述液体组合物添加到干燥的混合物中。
[0327] 5.混合来获得均匀的面糊。以速度1进行1分钟，之后以速度3进行3分钟。
[0328] 6.将各模具以350g的面糊填满。
[0329] 7.在预热的烤箱中以180℃烘烤20分钟。
[0330] 这里制作的松饼与其说是松饼，均更接近纸杯蛋糕。
[0331] 对“全部松饼”和“切割的松饼”均进行拍摄，并将结果示于图40(a)及图40(b)。根据图40(a)及图40(b)，用各种发酵粉制作的松饼显示出各自不同的差异。用含有本发明的碳酸氢钠产品(SB20)的发酵粉制剂((a)及(b))制作的松饼与用市售的发酵粉制作的松饼相比，膨松得更高。研究人员判断这是由于气体发生率较高。用发酵粉制剂(b)(含有SB20，且将MCP用作膨胀剂)制作的松饼的膨松率最高。虽然松饼的内部结构相似，但用含有SB20的发酵粉制作的松饼的气泡较小。可以认为这是由于整个面糊中的粒度分布。
[0332] 3种松饼的颜色也有差异，用SB20/SAPP的混合物制作的松饼的内部颜色最亮。
[0333] 测量松饼的pH、水分活性及高度，并将结果示于表11。表11中示出松饼的钠含量及采用SB20的松饼的钠的减少量。
[0334] 表11
[0335]
[0336] 非正式品评小组对松饼的味道进行了评价。松饼的味道均相似，但品评小组更偏好用SB20和MCP的发酵粉制作的松饼。事实上其他松饼也充分地好吃。
[0337] 实施例27
[0338] 本实施例用于对使用(a)以往的发酵粉、(b)在本发明的碳酸氢钠产品中将MCP作为发酵酸源进行添加的松饼进行更仔细地比较。以往的发酵粉与在实施例24中使用的相同，本发明的碳酸氢钠产品相当于实施例24的SB20。
[0339] 以下表11是以以往的发酵粉制作松饼的配方，表12是以已制备的SB20制作松饼的配方。两个配方均不含有盐。
[0340] 在制作松饼的过程中，先将所有干燥材料过筛。之后将鸡蛋粉末溶解于水中，并添加乳化剂、油及香精。添加剩下的干燥材料并混合而制成面糊。将面糊放入松饼模具(40克)中。将松饼在预定的烤箱中焙烤。
[0341] 将所获得的松饼的pH值、水分含量及水分活性进行分析。将结果示于以下表12。
[0342] 表12
[0343] 以往的配方 配方+SB20
pH 6.76 6.60
湿度 12.3％ 12.9％
水分活性 0.720 0.727
pH 6.76 6.60
湿度 12.3％ 12.9％
水分活性 0.720 0.727
[0344] 用SB20制作的松饼的颜色较暗。这是由于pH值在以往的配方的松饼中较低。
[0345] 0258
[0346] 非正式品评小组对两组松饼均进行了评价。松饼均具有相对高密度的结构的柔软的口感。两组松饼均较甜，且有香草的味道。
[0347] 值得注意的差异点在于，在用SB20制作的松饼的小块(crumb)中观察到隧洞(tunnel)。
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