BRPI0904056A2

BRPI0904056A2 - composição em partìculas de efusão de gás, e, método para a manufatura da mesma

Info

Publication number: BRPI0904056A2
Application number: BRPI0904056-0A
Authority: BR
Inventors: Bary Lyn Zeller
Original assignee: Kraft Foods Global Brands Llc
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2010-11-03
Also published as: JP6019075B2; JP2010099067A; CA2681081C; JP2014236751A; EP2179657B1; KR20100045940A; TWI479997B; JP6059858B2; TW201018408A; ES2668394T3; EP2179657A3; BRPI0904056A8; EP2179657A2; RU2009139276A; CA2681081A1; KR101268656B1; RU2426449C2; IL201364A; CN101911977B; US8486477B2

Abstract

COMPOSIçãO EM PARTìCULAS DE EFUSãO DE GáS, E, METODO PARA A MANUFATURA DA MESMA. São providas composições de efusão de gás, de um modo particular composições em partículas tendo gás pressurizado mantido dentro dos vazios internos abertos das mesmas, assim como métodos para a produção e o uso de tais composições.

Description

"COMPOSIÇÃO EM PARTÍCULAS DE EFUSÃO DE GÁS, E, MÉTODOPARA A MANUFATURA DA MESMA"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a composições de efusão de gáse, de um modo particular a composições em partículas de efusão de gás tendogás pressurizado mantido dentro de vazios internos no interior das partículas,que é capaz de escapar, de um modo lento e controlável, através de passagensrestritivas no interior das partículas, e a métodos para a produção e o usodestas composições. As composições de efusão de gás da presente invençãopodem ser usadas, por exemplo, como ingredientes de armazenamento edistribuição de gás solúvel, que fornecem espuma, escuma ou uma texturaaerada quando eles são incorporados em produtos alimentícios ou de bebidasinstantâneos e são reconstituídos com um líquido.

Fundamentos da Invenção

Um número de itens alimentícios preparados de um modoconvencional incluem escuma ou espuma. Por exemplo, café capucino, milkshakes, e algumas sopas podem ter escuma ou espuma. Embora os itensalimentícios preparados de um convencional possam ser considerados comopreferíveis por alguns consumidores, outros consumidores estão exigindo,cada vez mais, a conveniência de alternativas alimentícias instantâneaspreparadas pelo consumidor. De um modo a se ajustar às preferências dosconsumidores, os fabricantes desenvolveram produtos alimentíciosinstantâneos, que proporcionam aos consumidores os produtos alimentíciosque eles requerem a partir de um produto alimentício instantâneo conveniente,através do desenvolvimento de itens alimentícios instantâneos, que possuemas mesmas ou características similares aos itens alimentícios preparados deum modo convencional. Um desafio para os fabricantes é o de como produzirum produto alimentício tendo escuma ou espuma a partir de um itemalimentício instantâneo.Uma solução anterior, usada para manufaturar um produtoalimentício instantâneo, que possui escuma ou espuma, é através do uso decomposições de formação de espuma em pó, que produzem espuma mediantea reconstituição em um líquido. As composições em pó, que formam espuma,tem sido usadas para conferir uma textura escumada ou espumada a umaampla variedade de alimentos e bebidas. Por exemplo, as composições para aformação de espuma têm sido usadas para conferir tanto uma texturaescumada ou espumada a um café capucino instantâneo e a outras misturas decafé, a misturas de bebidas refrescantes instantâneas, a misturas de sopasinstantâneas, a misturas de milk shakes instantâneas, a coberturas desobremesas instantâneas, a molhos instantâneos, a cereais quentes ou frios, eos similares, quando combinados com água, leite, ou um outro líquido adequado.

Um método anterior para a manufatura de uma composição deformação de espuma é provido pela Patente U.S. N0 6.713. 113, que expõe ummétodo para a manufatura de um ingrediente de formação de espumaadequado em pó, que compreende uma matriz contendo carboidrato, proteína,e gás pressurizado retido produzido através do aquecimento da composição aacima da temperatura de transição vítrea, ao mesmo tempo em que o gáspressurizado é contatado em um vaso de pressão, e então resfriando-osubitamente, através da liberação rápida da pressão do gás ou de resfriamento,de um modo a reduzir a temperatura da composição a abaixo da temperaturade transição vítrea da composição e evitar a perda de gás pressurizado a partirdos poros fechados, presentes na matriz. O aquecimento da composição aacima da temperatura de transição vítrea pode, de um modo potencial,conduzir a reações que formam um tom castanho não- oxidativas Maillard),que podem afetar, de um modo adverso, a aparência , o aroma, e a vida emprateleira dos produtos alimentícios embalados. Além disso, o aquecimentode uma composição o interior de um vaso de pressão a acima de suatemperatura de transição vítrea requer, de um modo típico, o uso de umequipamento altamente especializado, de períodos de tempo deprocessamento prolongados, e de energia substancial, todos os quais podemaumentar, de um modo adverso, os custos do equipamento e de manufatura ediminuir, de um modo substancial, as velocidades de produção.

A Publicação N0 WO 2004/ 019699 expõe um outro processopara a manufatura de um composição de formação de espuma, em que umacomposição de proteína é submetida à gaseificação com gás pressurizado emum vaso de pressão, em uma temperatura acima da temperatura de transiçãovítrea da composição, seguida pelo resfriamento súbito ou pelo resfriamento,de um modo a reduzir a temperatura da composição a abaixo da temperaturade transição vítrea e evitar a perda de gás pressurizado a partir dos porosfechados, presentes na matriz. A composição de formação de espuma contém,de um modo preferido, um carboidrato poliol ou um álcool de açúcar e acomposição de formação de espuma, que forma a base de todos os exemplosaqui expostos, contém carboidrato glicerol em um nível de 5%, em peso.

A Publicação de Pedido de Patente U. S. N0 2003/ 0026836expõe um método para a formação de comprimidos ou pós de substânciasfarmacêuticas à base de carboidratos ou de alimentos, que inclui submeter oscomprimidos ou pós, que compreendem uma base de bebida, tal que cafésolúvel, um pó espumado, açúcar e um formador de creme, à pressão e àtemperatura acima da temperatura de transição vítrea, de um modo a produzirum comprimido ou pó com solubilidade ou dispersabilidade aumentadas, emcontato com a água. Em adição, é exposto um método, que promove adissolução ou a dispersão de um comprimido ou de um pó que não formaespuma, submetendo-se o comprimido ou pó ao gás pressurizado em umatemperatura acima da temperatura de transição vítrea, enquanto que em umvaso de pressão, seguido pelo resfriamento súbito ou pelo resfriamentoefetivo, de um modo reduzir a temperatura a abaixo da temperatura detransição vítrea, de um modo a que o gás pressurizado seja retido nos porosfechados no mesmo, de um modo a promover a dissolução ou a dispersão docomprimido ou pó quando do contato com a água.

As publicações de Pedido de Patente U.S. N0 2006/ 0040033 e2006/ 0040034 expõem métodos para a formação de uma composição deformação de espuma não- carboidrato e não-proteína, respectivamente, emque as partículas de proteína e de carboidrato, respectivamente, sãopressurizadas com gás em um vaso de pressão, aquecido a uma temperaturaacima da temperatura de transição vítrea, resinado a abaixo da temperatura detransição vítrea, e despressurizadas, de um modo efetivo a reter o gáspressurizado em uma pluralidade de vazios internos vedados, presentes naspartículas.

Embora estes métodos possam prover as composições de formaçãode espuma isentas de carboidrato ou isentas de proteínas, que são menossuscetíveis à formação de um tom castanho e à formação de saboresdesagradáveis durante o processamento do que outras composições, quecontêm tanto proteína como carboidrato, elas requerem o uso de umequipamento especializado, a aplicação de aquecimento e de resfriamento, eperíodos de tempo de processamento longos.

A publicação de Pedido de Patente U.S. N0 2006/ 0040023expõe um método para a manufatura de composições de formação de espumasolúveis, tendo capacidade de formação de espuma aumentada, quecompreendem partículas amorfas tendo gás sob pressão atmosférica retido nosvazios internos abertos das mesmas. O método envolve a aplicação de umapressão de gás externa a uma composição secada por pulverização solúvel empó, que compreende partículas amorfas tendo vazios internos vagos e adespressurização da composição, de um modo tal que pelo menos uma porçãodos vazios internos vagos da composição sejam abertos para a atmosfera eenchidos com gás sob pressão atmosférica. Embora o método possuavantagem de ser capaz de ser conduzido rapidamente sem o aquecimento ou oresfriamento, ele não retém o gás pressurizado nas partículas, o que limitacapacidade de formação de espuma da composição em relação àquelasmanufaturadas, de acordo com métodos que retêm o gás pressurizado nosporos fechados ou nos vazios internos vedados.

Embora os métodos existentes possam ser usados paraproduzir alimentos que formam espuma e aditivos de bebidas, permanece umanecessidade quanto a um método para a produção de composições queformam espuma, que podem ser usadas para reter e para fornecer grandesquantidades de gás pressurizado, sem as desvantagens dos métodos correntes.Por exemplo, os métodos existentes submetem as composições alvo atemperaturas elevadas, acima da temperatura de transição vítrea, que podemresultar em uma formação de um tom castanho na composição, e na produçãode sabores desagradáveis. De um modo adicional, os métodos existentesfornecem uma composição com gás pressurizado retido nos poros fechados ouem vazios internos vedados, e, embora o volume de gás pressurizado possadiminuir ao longo do tempo, tal que a partir do dano incorrido na composiçãodurante o envio e a manipulação, do contato com a umidade em misturas debebidas e em alimentos instantâneos, ou da exposição ao vapor d'águaatmosférico, estas composições não podem ser manufaturas de um modosimples e rápido, em uma grande escala, usando equipamento depressurização convencional, sem a necessidade de que sejam conduzidos oaquecimento e o resfriamento. Além disso, as composições existentes nãofornecem uma fonte convenientemente recarregável de gás pressurizado, deum modo especial após terem deixado a planta de manufatura.

A presente invenção pode ser usada de um modo a preencherestas necessidades, assim como outras necessidades e benefícios, tal comoserá evidentes a partir da descrição que se segue de modalidades da presente invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃODeste modo, de acordo com um aspecto, a presente invençãoprovê uma composição em partículas de efusão de gás, que compreendepartículas tendo uma superfície externa, uma pluralidade de vazios internosno interior das partículas, uma pluralidade de passagens restritivas no interiordas partículas, e um gás comestível contido nos vazios internos em umasegunda alta pressão. As passagens restritivas fornecem uma comunicaçãogasosa entre os vazios internos e superfície externa e possuem um diâmetrorestritivo. O diâmetro restritivo é efetivo para (1) permitir que o gáscomestível passe através das passagens restritivas, a partir da superfícieexterna ao interior dos vazios internos, quando as partículas são contatadascom o gás comestível em uma primeira alta pressão, de um modo a proverpartículas, nas quais os vazios internos contêm o gás comestível na segundaalta pressão e (2) permitindo com que o gás no interior dos vazios internos nasegunda alta pressão escape, de um modo lento e controlável, a partir dosvazios internos, através das passagens restritivas, quando as partículas sãoremovidas a partir do contato com o gás na primeira alta pressão. A segundaalta pressão é igual a, ou inferior que a primeira alta pressão, mas é maior doque a pressão ambiente. As partículas tendo os vazios internos contendo o gáscomestível na segunda alta pressão, quando contatadas com o meio de baseaquosa, são dissolvidas de um modo rápido, deste modo liberando o gáscomestível a partir dos vazios internos ao interior do meio de base aquosa, deum modo a prover uma espuma, escuma, ou textura aerada ao meio de baseaquosa.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, éprovido um método para a manufatura de uma composição em partículas deefusão de gás, que compreende partículas tendo uma superfície externa, umapluralidade de vazios internos no interior das partículas, uma pluralidade depassagens de diâmetro restritivo no interior das partículas, e um gáscomestível contido nos vazios internos em uma segunda alta pressão, emcomunicação gasosa entre os vazios internos e a superfície externa. O métodocompreende contatar um ingrediente em partículas secado por pulverização,injetado a gás, solúvel, que compreende partículas tendo uma superfícieexterna, uma pluralidade de vazios internos no interior das partículas e umapluralidade de passagens de diâmetro restritivo no interior das partículas, como gás comestível em temperatura ambiente em uma primeira alta pressão, deum modo tal que o gás comestível passe através das passagens de diâmetrorestritivo a partir da superfície externa ao interior de vazios internos, de ummodo a prover partículas, nas quais os vazios internos contenham o gáscomestível na segunda alta pressão, e então permitindo com que o gáscomestível no interior dos vazios internos na segunda alta pressão escapem,de um modo lento e controlável, a partir dos vazios internos, através daspassagens restritivas, quando as partículas são removidas a partir do contantocom o gás na primeira alta pressão. A segunda alta pressão é igual a, ouinferior à primeira alta pressão, mas é mais alta do que a pressão ambiente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma tabela que mostra uma altura de escumainicial de bebida representada grafícamente conta o período de tempo dearmazenamento da mistura de capucino;

A Figura 2 é uma tabela, que mostra a altura da escuma inicialincrementai da bebida representada grafícamente contra o logaritmo naturaldo período de tempo de armazenamento da mistura do capucino;

A Figura 3 é uma tabela, que mostra o efeito da pressão decarga de gás do ingrediente em partículas e o período de tempo na altura daescuma inicial da bebida de capucino;

As Figuras 4A- 4F são micrografías eletrônicas de varredura,que mostram as superfícies externas e internas e a estrutura de poro de umingrediente em partículas, antes da carga com gás pressurizado;

A Figura 5 é uma tabela, que mostra o volume de poroincrementai, para o ingrediente em partículas mostrado nas FIGS. 4A- 4F,representado graficamente contra a distribuição de diâmetro de poro médio,obtido através do uso de análise de intrusão de porosimetria de mercúrio ; e

A Figura 6 é uma tabela, que mostra a área superficial de poroincrementai, para o ingrediente em partículas mostrado nas Figuras 4A- 4F,representado graficamente contra a distribuição de diâmetro de poro médio,obtida através do uso de análise de adsorção de gás de nitrogênio.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A presente invenção é dirigida a composições de efusão de gáse, de um modo particular, a composições em partículas de efusão de gás, quecompreendem partículas tendo gás pressurizado retido no interior da estruturade poro das mesmas. De acordo com um aspecto da invenção, é provida umacomposição em partículas de efusão de gás, que compreende partículas tendouma superfície externa, uma pluralidade de vazios internos no interior daspartículas, uma pluralidade de passagens restritivas no interior das partículas,e um gás comestível contido os vazios internos, em uma segunda alta pressão.As passagens restritivas fornecem uma comunicação gasosa entre os vaziosinternos e a superfície externa e possuem um diâmetro restritivo. O diâmetrorestritivo é efetivo para (1) permitir que o gás comestível passe através daspassagens restritivas, a partir da superfície externa ao interior de vaziosinternos, quando as partículas são contatadas com o gás comestível em umaprimeira alta pressão, de um modo a prover partículas, nas quais os vaziosinternos contenham o gás comestível na segunda alta pressão e (2) permitindocom que o gás no interior dos vazios internos na segunda alta pressão escape,de um modo lento e controlável, a partir dos vazios internos, através depassagens restritivas, quando as partículas são removidas a partir do contatocom o gás na primeira alta pressão. A segunda alta pressão é igual a, oumenor do que a primeira alta pressão, mas é maior do que a pressão ambiente.As partículas tendo os vazios internos contendo o gás comestível na segundaalta pressão, quando contatadas com um meio de base aquosa, são dissolvidasde um modo rápido, deste modo liberando o gás comestível a partir dos vaziosinternos, ao interior do meio de base aquosa, de um modo a prover umaespuma, escuma, ou uma mistura aerada ao meio de base aquosa.

Como aqui usado, "estrutura de poro" refere-se a umapluralidade de vazios internos das partículas, e " vazios internos " refere-se avazios internos abertos, também conhecidos como poros abertos, de partículasque são conectadas, de um modo direto ou indireto, à atmosfera circundante, eque podem ser também interconectados, um ao outro, através de passagens oude aberturas, tais que fissuras, orifícios, poros, etc., e/ ou combinações dosmesmos nas partículas, em que pelo menos uma porção de tais aberturaspossui um diâmetro suficientemente pequeno, de um modo a impedirsubstancialmente, através do processo de efusão molecular, o escape de gáspressurizado a partir das mesmas. Como aqui usado, o termo " vazios internosfechados", também conhecido como " vazios internos vedados" ou " porosfechados", refere-se àqueles vazios internos ou poros das partículas, que nãoestão conectados à atmosfera circundante.

De um modo preferido, pelo menos uma porção das aberturaspresentes nas partículas são passagens restritivas, ou seja, elas possuem umdiâmetro restritivo, que é substancialmente menor (isto, é de cerca de 1/10, deum modo preferido de 1/ 100, e de um modo ainda mais preferido de 1/ 1000do tamanho) do que o diâmetro de pelo menos um porção dos vazios internos.As passagens restritivas retardam as transferências das moléculas de gás par afora de, pelo menos, uma porção dos vazios internos, efetiva para impedir, deum modo substancial, o escape de pelo menos uma porção do gáspressurizado a partir da estrutura de poros em partículas. Em passagensrestritivas, que possuem uma seção transversal não - uniforme, o diâmetro deseção transversal mais estreito é o fator limitativo, que governa a taxa detransferência da molécula de gás. Como aqui usado, o termo " diâmetro" paradescrever o tamanho de uma abertura, passagem restritiva, ou orifício,significa um diâmetro em seção transversal.

De um modo preferido, pelo menos uma porção das passagensrestritivas apresentam um diâmetro, que é inferior a cerca de 1 micrômetro(μιη), e de um modo mais preferido inferior a cerca de 0,1 μηι. E de um modoainda mais preferido, inferior a cerca de 0,01 μηι, e de um modo opcional,inferior a cerca de 0,001 μιη. Um diâmetro de 0,001 μιη é equivalente a de 1nanômetro (nm) ou 10 Angstroms (Â), que é apenas ligeiramente maior doque os diâmetros moleculares efetivos, ou os assim denominados diâmetroscinéticos ou diâmetros de colisão, de muitos gases, tais que aqueles presentesna atmosfera. Por exemplo, os diâmetros moleculares de hidrogênio, hélio,néon, argônio, criptônio, nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono, e óxidonitroso estão em uma faixa de 2-5 Â.

Os vazios internos abertos, dos quais pelo menos uma porçãoestá conectada, de um modo direto ou indireto, à atmosfera circundanteatravés de passagens restritivas, podem apresentar, de um modo geral, umaforma esférica, com um diâmetro, de um modo preferido, em uma faixa deentre cerca de 0,01- 2000 μιη, mais preferivelmente entre cerca de 0,1 - 1000μιη, e de um modo ainda mais preferido de entre cerca de 1- 100 μιη, emboraos vazios internos, que possuam uma outra forma e/ ou diâmetro, possam sertambém contemplados. As partículas individuais podem também apresentar,de um modo geral, uma forma esférica, com um diâmetro, de um modopreferido, de entre cerca de 0,5 - 5000 μηι, de um modo mais preferido deentre cerca de 1- 1000 μιη, e de um modo ainda mais preferido de entre cercade 5- 500 μιη, embora as partículas tendo uma outra forma e/ ou diâmetropossam ser também contempladas. O processo de enchimento das partículascom gás pressurizado, aqui também referido como a carga, tipicamente nãoaltera, de um modo substancial, a forma ou o diâmetro da partícula, mas podeaumentar o número e/ ou o diâmetro de aberturas e/ ou de passagensrestritivas nas partículas. Em alguns casos, tal como quando as partículaspressurizadas são rapidamente despressurizadas, algumas partículas podemser fragmentadas, em alguma extensão, como um resultado de umdesenvolvimento repentino de forças não- equilibradas, exercido pelasmoléculas de gás sobre as superfícies internas da estrutura de poro.

O termo "efusão de gás", como aqui usado, significa que asmoléculas presentes nos vazios de um material em partículas são efundidasatravés de aberturas nos vazios internos, em um modo lento e controlável, deum modo geral em conformidade com os princípios estabelecidos de efusãode gás. Como conhecido daqueles versados na técnica, de acordo com a teoriacinética dos gases, a taxa de efusão de um gás ideal está relacionada à pressãodo gás, à temperatura , e ao peso molecular, do volume do recipiente queencerra o gás, e da área de aberturas no recipiente. Se a taxa de efusão forexpressa como o número de moles (N) de um gás que escapa, através de umaabertura tendo a área A, a partir de um recipiente por período de tempounitário (t), a taxa pode ser expressa como uma alteração em N (DN) poralteração em t (dt). Esta taxa pode ser obtida a partir de dN/ dt = A (Pi - Po) /(2 ttMRT)0'5, em que Pi é a pressão de gás no interior do recipiente, Po é apressão de gás formado recipiente , tt é a constante matemática Pi (3,14), M éo peso molecular do gás, R é a constante de gás ideal, e T é a temperatura. Onúmero de moles (N) de gás, que podem ser efundidos a partir do recipiente,pode ser obtido a partir da equação de gás ideal, expressada como N + V (Pi-Po)/ RT, em que V é o volume do recipiente. Estas equações governam, deum modo geral, a taxa e a duração de efusão dos gases partir das composiçõesem partículas desta invenção. No entanto, os valores para A e Pi não sãofacilmente medidos para composições em partículas e, como um resultado, ataxa e a duração de efusão de gás são obtidas através de experimentação.

Como Pi diminui, de um modo contínuo, com o tempo, após uma pressão degás externa, aplicada a uma composição em partículas, ser liberada, e seaproximar de Po em uma taxa de um modo geral exponencial, a taxa deefusão de gás a partir de uma composição em partículas diminui, em geral, deum modo exponencial o longo do tempo, até que a pressão de gás (Pi) norecipiente alcance o equilíbrio com a pressão de gás (Po) na atmosfera ouvazio circundante.

Deve ser notado, no entanto, que no campo da química física,a efusão do gás é um tipo idealizado de difusão de gás, que é manifestado, deum modo geral, através do fluxo seqüencial de moléculas de gás únicas,através de um pequeno orifício tendo comprimento desprezível, o que ocorreatravés de uma queda de pressão de gás relativamente pequena entre aspressões de gás externa mais baixa e interna mais alta, na ausência de colisõescom outras moléculas de gás ou com paredes de orifício, enquanto no interiordo orifício. Deste modo, o comportamento de efusão de gás das composiçõesda presente invenção não pode ser esperado estar em conformidade de ummodo exato, com as relações físico-químicas derivadas a partir de teorias degases cinéticos, porque aquelas relações foram desenvolvidas com base nocomportamento de gases ideais, sob condições ideais. As altas pressõesempregadas, de um modo típico, na presente invenção, podem fazer com queos gases sejam desviados, de um modo significativo, do comportamento ideal.

Além disso, as composições de acordo com a presente invenção possuem, deum modo típico, estruturas de poro não- uniformes, complexas, em umaampla faixa de diâmetros de vazio interno, abertura e de passagens restritivas.Além disso, as passagens restritivas podem ocorrer sob a forma de poroslongos ou curvos, ou sob a forma de fissuras com superfícies desiguais, quepermitem com que as moléculas gasosas colidam com as outras presentes nasmesmas e/ ou em paredes circundantes.

Em muitos casos, os ingredientes em partículas pressurizadosda presente invenção podem inicialmente liberar as moléculas de gás, de ummodo mais em conformidade com os princípios estabelecidos de fluxo demassa (isto é, o assim denominado fluxo de massa, fluxo viscoso, ou fluxoturbulento), durante um período comparativamente curto (isto é, de segundosou minutos) imediatamente após a despressurização, porque o gáspressurizado, mantido no interior dos vazios internos conectados à atmosferaatravés de quaisquer passagens não- restritivas, pode escapar, de um modorápido, sem que seja substancialmente impedido. Esta liberação inicial de vidarelativamente curta de gás irá, de um modo típico, ser submetida a umatransição rápida para efiisão molecular, o que irá prevalecer durante umperíodo de tempo muito mais longo. De fato, em muitos casos, a transiçãopara a efiisão molecular ocorre, de um modo típico, mais rápido do que operíodo de tempo requerido para que seja medido o teor de gás mantidodentro do material em partículas e a taxa do gás perdido a partir da mesma.

A taxa de efusão de gás é governada, de um modo primário,pela estrutura de poro das partículas e será diminuída, de um modo geral, coma diminuição do diâmetro, número, e/ ou volume de aberturas e de passagensrestritivas, que conectam os vazios internos à atmosfera circundante. Se aspartículas não possuírem a estrutura de poro requerida, então a efusãomolecular ou não ocorrerá, ou ocorrerá durante um período de tempo muitocurto, o que iria limitar, de um modo severo, a utilidade da composição comoum agente de formação de espuma. A taxa e a duração de efusão de gáspodem ser afetadas, em graus variáveis, por outras propriedades físicas doingrediente em partículas, tal que o diâmetro, o número, e/ ou o volume devazios internos, a razão de volume de vazio interno para o volume depassagem restritiva, e a área de abertura de passagem restritiva total, assimcomo através das condições de processamento, tais que a pressão de gás e operíodo de tempo usado para encher a estrutura do poro com o gáspressurizado.

É conhecido que a ocorrência de efusão de gás em um sistemamodelo, tal que um recipiente tendo um orifício, é favorecida quando a médiado trajeto livre (a distância média percorrida entre colisões) de moléculas degás presentes no recipiente é maior, comparada ao diâmetro do orifício, epequena, comparada ao diâmetro do recipiente. Estas condições reduzem afreqüência de colisões de moléculas de gás com as paredes do recipiente ecom o orifício e servem para impedir taxa, em que o gás escapa a partir dorecipiente. Embora sem desejarmos estar limitados pela teoria, acredita-se queefusão de gás pelas composições da presente invenção é favorecidasimilarmente pela presença de pelo menos alguns diâmetros de passagemrestritivos, que são relativamente pequenos, e pelo menos alguns diâmetros devazio internos, que são relativamente grandes, comparados ao trajeto livremédio de moléculas de gás presentes no interior da estrutura de poro dacomposição em partículas.

Os trajetos livres médios de diferentes moléculas de gás, sobcondições diferentes, podem ser estimados través do uso de relaçõesestabelecidas, atribuídas à teoria cinética de gases. O trajeto livre médio éaumentado, de um modo geral, com a pressão de gás decrescente e com oaumento do peso molecular do gás. Em pressões relativamente altas, usadas,de um modo típico, para carregar o gás ao interior das composições empartículas da presente invenção, os trajetos livres médios, substancialmenteencurtados, das moléculas de gás podem aumentar a taxa, na qual o gás fluiatravés de pelo menos algumas das passagens restritivas, ao interior de vaziosinternos, de um modo a encurtar, de uma forma benéfica, os períodos detempo de carga de gás requeridos. De um modo inverso, os trajetos livresmédios encurtados, que prevalecem imediatamente após a despressurizaçãoda composição, podem produzir uma taxa mais rápida de perda de gás a partirdas partículas, o que ocorre após um período suficiente para reduzir a pressãodo gás, e, deste modo tornar mais longo o trajeto livre médio. Como umresultado, a taxa de efusão de gás diminui de um modo constante, em umataxa exponencial, após a despressurização.É conhecido que as moléculas de gás em sistemas de efusãomodelo colidem com outras e com a superfície interna do recipiente, até quevenham a "colidir", de um modo direto , com um orifício, de um modo aescapar a partir do recipiente. De novo, embora sem desejarmos estarlimitados pela teoria, acredita-se que este mecanismo prevaleça, de um modogeral, nas composições de efusão de gás da presente invenção, exceto pelofato de que as moléculas de gás colidem com outras moléculas de gás e comas superfícies de vazios internos, até que elas venham a "colidir", de ummodo direto, com uma abertura ou com uma passagem restritiva, de um modoa escapar a partir dos vazios internos para a atmosfera circundante. Alémdisso, devido ao fato de que os vazios internos nas composições da presenteinvenção podem estar altamente interconectados, acredita-se que as moléculasde gás possam ser trocadas entre um número potencialmente grande de vaziosinternos, provavelmente, em alguma extensão, através do processo de fluxode massa, em adição à efusão molecular, através de aberturas e de passagensrestritivas, e pelo fato de que o trajeto tipo labirinto resultante, que asmoléculas de gás executam no interior da estrutura de poro pode, de um modovantajoso, retardar a taxa de efusão, conforme medido quando as moléculasde gás finalmente escapam partir de aberturas internas ou de passagensrestritivas sobre a superfície da partícula.

Deste modo, as passagens restritivas possuem, de um modopreferido, um diâmetro na faixa de cerca de 2 a cerca de 5000 vezes, de ummodo mais preferido na faixa de cerca de 2 a cerca de 500 vezes, e de ummodo ainda mais preferido na faixa de cerca de 2 a cerca de 50 vezes odiâmetro das moléculas de gás retidas dentro dos vazios internos. Comreferência às moléculas de gás retidas dentro dos vazios internos, o termo "retido" significa que o gás está presente nos vazios internos abertos de ummaterial em partículas e é capaz de entrar e deixar os vazios internos dentrode um período de tempo adequado. De um modo preferido, após a carga degás ao interior da composição em partículas de acordo com modalidades destainvenção, a maior parte do gás presente no material em partículas é gáspressurizado, mantido em vazios internos abertos do mesmo, que sãoconectados à atmosfera circundante. O restante de qualquer gás, que podeestar presente no pó é primariamente o gás não- pressurizado, retido nosvazios internos fechados através da manufatura dois materiais em partículas,tal que através de secagem por pulverização injetada a gás das soluçõesaquosas.

Como aqui usado, o termo "estrutura", "estrutura do materialem partículas", "estrutura da partícula", ou "estrutura do pó" compreende umaestrutura que contém um grande número de vazios internos, que sãointerconectados e/ ou abertos para a atmosfera. O termo "estrutura do poro"compreende uma estrutura, que contém vazios internos, aberturas, e passagensrestritivas, todas as quais são abertas para a atmosfera e, em pelo menosalguma extensão, podem ser conectadas um à outra. Os vazios internos,presentes na estrutura do poro, são capazes de reter um grande volume de gáspressurizado, que é liberado sob a forma de bolhas mediante a dissolução domaterial em partículas em um líquido, de um modo a produzir uma espuma,escuma, textura aerada, ou um outro benefício. O termo "amorfo"compreende uma estrutura vítrea, que é predominantemente não cristalina.

O termo "composição formadora de espuma solúvel em pó","composição formadora de espuma pulverizada", ou composição formadorade espuma" compreende qualquer composição em partículas, que seja solúvelem, ou que seja desintegrada em um líquido, e de um modo especial em umlíquido aquoso, e que, mediante o contato com um tal líquido, forme umaespuma ou escuma, ou forneça uma textura aerada.

O termo "temperatura ambiente" significa temperaturaambiente, que está situada, de um modo típico, em uma faixa de entre cercade 18- 3 O0C, mas que pode ser mais alta ou mais baixa. A temperaturaambiente é, com freqüência, registrada em experimentos científicos comosendo de "25°C", como aqui praticada, mesmo que a temperatura ambienteefetiva possa ser ligeiramente mais alta ou mais baixa. O termo " pressãoatmosférica" significa pressão ambiente, que varia ligeiramente de acordocom o tempo e a altitude, igual a uma pressão de 1 atmosfera no nível do mar.O termo "gás pressurizado" significa gás comprimido a uma pressão mais altado que a pressão ambiente, e é também conhecido como gás sob pressãosuperatmosférica.

Os gases, que podem ser usados de um modo adequado deacordo com a presente invenção, podem ser selecionados a partir denitrogênio, dióxido de carbono, óxido nitroso, ar, argônio, oxigênio, hélio,hidrogênio, ou misturas dos mesmos. O nitrogênio é preferido, mas qualqueroutro gás de grau alimentício pode ser usado de um modo a aplicar pressão degás externa ao pó. Os gases, que não são aprovados para o uso em alimentos,podem ser usados para a manufatura das composições da presente invenção,que não se destinam ao consumo. Além disso, em certas aplicações deproduto, pode ser desejável pressurizar os ingredientes em partículas usandoum gás alternativo, tal que um gás de hidrocarboneto comestível, umhidrocarboneto halogenado, ou uma mistura dos mesmos. Alguns destes gasespodem apresentar pesos moleculares muito mais altos do que os gasesatmosféricos comuns, e podem, portanto, prover taxas de efusãosignificativamente mais baixas a partir das composições, em conjunto comoutros benefícios. Exemplos não- limitativos de gases alternativos incluiriampropano, Freon 115, e Freon 318.

As composições de efusão de gás da presente invenção sãoformadas, de um modo preferido, de materiais comestíveis, capazes de retervolumes úteis de gás pressurizado durante períodos de tempopredeterminados, a partir de minutos a anos, dependendo das propriedadesfísicas do ingrediente em partículas, da pressão e da composição do gás retidono mesmo, da temperatura de armazenamento, e dos métodos de embalagem.

Os métodos de processamento e de embalagem, que incluem, de um modoopcional, a embalagem sob gás pressurizado, podem ser prontamentecontrolados, de um modo a prover as composições de efusão de gás dapresente invenção ou misturas das mesmas, tais que misturas de alimentos ede bebidas instantâneas, contendo as composições de formação de espuma dapresente invenção, que possuem uma vida em prateleira particularmenteadequada a várias aplicações de produto. O processamento pode serexecutado em uma grande escala, tal que em uma planta de manufatura, ouem uma escala menor, tal que em um planta de varejo ou de serviço alimentar,em que o produto deve ser consumido, vendido , ou distribuído.

O ingrediente em partículas pode ser de várias formas, queincluem carboidrato, proteína, d ou misturas dos mesmos. Em uma formapreferida, o ingrediente em partículas possui uma estrutura amorfa ecompreende um pó de leite desnatado secado por pulverização injetado a gás,de baixa densidade (SMP). Como aqui usados, os termos " pó de leitedesnatado" e "SMP" compreendem um ingrediente em partículas, quecompreende leite desnatado seco (sem gordura); estes termos incluem pó deleite desnatado, leite seco sem gordura (NFDM), ou combinações dosmesmos. Os pós SMP e NHDM possuem, de um modo típico, composiçõessimilares, mas podem apresentar teores de proteína ligeiramente diferentes,pois o primeiro precisa ter pelo menos 34%, em peso, de proteína e o último énão regulado e possui, de um modo típico, de 34- 37%, em peso, de proteína.

Os termos SMP e NFDM são, com freqüência, usados de um modointercambiável, e qualquer nome pode, com freqüência, ser usado paradescrever o mesmo pó. Os pós SMP e NFDM, tais que aqueles usados napresente invenção, contêm, de um modo típico, cerca de 1 %, em peso, degordura de leite residual dispersada, mas o nível exato não é crítico e pode sermais alto ou mais baixo.Outras composições de efusão de gás adequadas podem sermanufaturadas a partir de pós de leite secados por pulverização injetados agás, de baixa densidade, tendo níveis de gordura mais altos do que aquelesdois pós SMP e NFDM. Tais pós podem , no entanto, ser mais suscetíveis àoxidação e à formação de sabores desagradáveis, que poderiam reduzir aqualidade do sabor e reduzir a vida em prateleira. Além disso, as composiçõesde efusão de gás adequadas podem ser manufaturadas a partir de pós de leiteou de leite desnatado secados por pulverização injetados a gás, de baixadensidade, que foram formulados, antes da secagem, usando concentrados deproteína de leite e/ ou produtos isolados a partir de leite desnatado ou de leite,que possuem níveis de soro de leite e de caseína, ou níveis de proteína totais,que são comparáveis , ou maiores do que, aqueles encontrados ascomposições SMP e NFDM.

Como aqui usado, o termo "baixa densidade" compreende umpó tendo uma densidade de massa preferivelmente abaixo de cerca de 0, 35 g/ml, mais preferivelmente abaixo de cerca de 0,30 g/ ml, e de um modo maispreferido abaixo de cerca de 0,25 g/ ml, e de um modo opcional, abaixo decerca de 0, 20 g/ ml. Na forma preferida, os ingredientes em partículassecados por pulverização injetados a gás, de baixa densidade, são formuladosde um modo a compreender, em uma base em peso total incluindo a umidade,preferivelmente pelo menos cerca de 60%, de um modo mais preferido pelomenos cerca de 80%, e de um modo ainda mais preferido pelo menos cerca de90%, e de um modo mais preferido cerca de 100%, de SMP e/ ou NFDM. Namodalidade preferida, qualquer porção de um material em partículas, quer nãocompreenda 100% de SMP e/ ou de NFDM, pode compreender veículos desecagem por pulverização de carboidrato opcionais (ou agentes de formaçãode massa), fontes de proteína suplementares, ingredientes funcionais,tensoativos, agentes de tamponamento, e/ ou combinações dos mesmos.

Veículos de secagem por pulverização de carboidratoopcionais, que podem ser usados para formular as composições em partículasincluem, por exemplo, mas não estão limitados a, açúcares, álcooispoliídricos, álcoois de açúcar, oligossacarídeos, polissacarídeos, produtos dehidrólise de amido, gomas, fibras solúveis, amidos modificados, celulosesmodificadas, e misturas dos mesmos. Os açúcares adequados incluem glicose,frutose, sacarose, lactose, manose trealose, e maltose. Alcoois poliídricosadequados incluem glicerol, propileno glicol, poligliceróis, e polietilenoglicóis. Os álcoois de açúcar adequados incluem sorbitol, manitol, maltitol,lactitol, eritritol, e xilitol. Produtos de hidrólise de amido adequados incluemmaltodextrinas, xaropes de glicose, xaropes de milho, xaropes de alto teor demaltose, e xaropes de alto teor de frutose. Gomas adequadas incluem xantano,alginatos, carragenanos, guar, gelano, alfarroba, e gomas hidrolisadas. Asfibras solúveis adequadas incluem inulina, goma de guar hidrolisada, epolidextrose. Amidos modificados adequados incluem amidos modificadosfísica ou quimicamente, que são solúveis ou dispersáveis em água. Celulosesmodificadas adequadas incluem metil celulose, carboximetil cleulose, ehidroxipropilmetil cleulose.

Fontes de proteína suplementares opcionais adequadas, quepodem ser usadas par formular as composições em partículas incluem, porexemplo, proteínas de leite, proteínas de soja, proteínas de ovo, gelatina,colágeno, proteínas de trigo e proteínas hidrolisadas. As proteínashidrolisadas adequadas incluem gelatina hidrolisada, colágeno hidrolisado,caseína hidrolisada, proteína de soro de leite hidrolisada, proteína de leitehidrolisada, proteína de soja hidrolisada, proteína de ovo hidrolisada, proteínade trigo hidrolisada, e aminoácidos.

Ingredientes funcionais opcionais, que podem melhorar oprocessamento, o valor nutricional, ou a aparência, podem ser usados paraformular as composições em partículas, e podem incluir, mas não estãolimitados a, sais orgânicos e inorgânicos, tensoativos, emulsificantes,fitoquímicos, aditivos nutricionais, agentes de fluxo, adoçantes artificiais,conservantes, colorantes e alguns sabores. Os lipídeos incluem, mas não estãolimitados a, gorduras, óleos, óleos hidrogenados, óleos interesterificados,fosfolipídeos, ceras, esteróis, estanóis, terpenos, e ácidos graxos derivados apartir de fonte vegetais, lácteas ou animais.

As composições em partículas da presente invenção podem serproduzidas através de qualquer método, efetivo par prover um estrutura empartículas adequada e uma estrutura de poro tendo uma pluralidade de vaziosinternos, direta ou indiretamente conectados à atmosfera e à superfície daspartículas através de passagens restritivas, que são capazes de reter umvolume de gás pressurizado durante um período de tempo superior a cerca de1 dia, de um modo mais preferido maior do que cerca de 1 semana, e de ummodo ainda mais preferido maior do que cerca de 1 mês, e de um modo maispreferido maior do que cerca de 1 ano, quando armazenado em um recipientefechado vedado de um modo não- hermético, sob pressão ambiente.

Em uma forma preferida, a secagem por pulverização injetadaa gás convencional das soluções aquosas é usada para manufatura decomposições em partículas. A secagem por pulverização de soluções aquosassem a injeção de gás produz, de um modo típico, composições em partículastendo volumes de vazio interno relativamente pequenos. Secagem porpulverização injetada a gás pode ser conduzida através da dispersão de gás oude gás pressurizado ao interior de uma solução aquosa (de um modopreferido, para prover uma razão de cerca de 1-6, de um modo mais preferidode cerca de 2-4, litros de gás por quilograma de sólidos secos dissolvidos nasolução aquosa e/ ou removidos partir do secador por pulverização) usandoqualquer método de dispersão de gás efetivo, ou antes de ser transportadopara o secador por pulverização ou durante a secagem por pulverização. Destemodo, gás pode ser injetado ao interior de um batelada de solução aquosa ,mas é preferivelmente injetado, de um modo contínuo, em linha com amistura ou a homogeneização, antes de alcançar o secador por pulverização.

De um modo alternativo, duas ou mais correntes separadas de gás e desolução aquosa podem ser combinadas, ou no ou dentro do bocal ouatomizador do secador por pulverização. Composições de gás adequadas,razões de gás-para-solução, métodos de injeção a gás, taxas de fluxo de gás esolução, pressões de gás e solução, temperaturas de solução, e temperaturasde admissão e de saída do secador por pulverização podem ser prontamentedeterminadas por aquele de habilidade ordinária na técnica de secagem porpulverização injetada a gás. O gás de nitrogênio (N2) é preferido, mas nenhumoutro gás de grau alimentício pode ser usado para a injeção de gás, incluindoar, dióxido de carbono, óxido nitroso, ou uma mistura dos mesmos.

As composições SMP particularmente preferidas, usadas paraformar as composições de efusão de gás da presente invenção, sãomanufaturadas usando secagem por pulverização por injeção a gásconvencional. Estas composições em partículas não contêm qualquer gáspressurizado após a secagem por pulverização e funcionam apenas como pósformadores de espuma de baixa densidade convencionais, em sua formanativa. De um modo vantajoso, não são requeridas técnicas especiais para amanufatura destas composições em partículas preferidas, que o presenteinventor verificou, que possuem inesperadamente uma estrutura de poroparticularmente adequada para a retenção do gás pressurizado, e quepossibilitam a manufatura das composições de efusão de gás da presenteinvenção.

De um modo opcional, as composições em partículas dapresente invenção podem ser formuladas usando um ou mais tensoativos, deum modo a aperfeiçoar a formação de bolhas e a criação de vazios internosdurante a secagem por pulverização. O uso de tensoativos adequados, emníveis apropriados, pode influenciar o tamanho relativo, o número, e o volumede vazios internos. Tensoativos adequados incluem agentes de emulsificaçãoaprovados alimentares, tais que polisorbatos, ésteres de sacarose, lactilatos deestearoíla, mono/ di-glicerídeos, ésteres diacetil tartáricos de mono/ di-glicerídeos, e fosfolipídeos. Em adição, alguns carboidratos sãosuperficialmente ativos, incluindo goma arábica, alginatos de propileno glicol,e amidos alimentares modificados lipofílicos, tais que amidos substituídos porsuccinato de octenila.

De um modo opcional, as composições em partículas dapresente invenção podem ser formuladas usando um ou mais agentes detamponamento, de um modo a facilitar a secagem por pulverização e areconstituição em um líquido. O uso de agentes de tamponamento adequados,em níveis apropriados, pode prover volumes de vazio internos de partículaadequados, ao mesmo tempo em que melhora os tributos de escuma doproduto e de dissolução do pó. Os agentes de tamponamento preferidos,usados nesta invenção, são sais de ácidos orgânicos ou inorgânicos. Emadição a que sejam providos os benefícios já mencionados, estes agentes detamponamento podem também aperfeiçoar a resistência agregação de proteínaou desnaturação em certas aplicações de produto, tais que em bebidas ácidas.Os agentes de tamponamento mais preferidos são os sais de sódio e depotássio de ácidos orgânicos. Os agentes de tamponamento adequadosincluem, mas não estão limitados a, sais de sódio, potássio, cálcio e magnésiodo ácido cítrico, málico, fumárico e fosfórico.

Os pós usados para a manufatura das composições de efusãode gás da presente invenção possuem, de um modo preferido, um densidadede massa e um densidade de compactação em uma faixa de cerca de 0,1 - 0,4g/ ml, de um modo mais preferido de cerca de 0,2 - 0,3 g/ ml, uma densidadeaparente preferivelmente em um faixa de cerca de 0, 3-1,1 g/ ml, de um modomais preferido de cerca de 0,4 -1,0 g/ ml, e de um modo ainda mais preferidode cerca de 0,5- 0,9 g/ ml; uma densidade de material de cerca de 1,2 - 1,6 g/ml, um volume de vazio interno na faixa de 0,5 - 5,0 ml/ g, de um modotípico de cerca de 1,0- 4,0 ml/ g, e de um modo mais típico de cerca de 2,0-3,0 ml/ g, um volume de vazio interno parente (AIW) na faixa de cerca de0,2 - 3,0 ml/ g, de um modo típico de cerca de 0,3 - 2,0 ml/ g, e de um modomais típico de cerca de 0,4 - 1,0 ml/g, e um % de AIW na faixa de cerca de30-80%, de um modo típico de cerca de 35- 70%, e de um modo mais típicode cerca de 40-60%, ates de que sejam submetidas à pressão de gás externa.

O volume interno e os valores de AIW são derivados a partirde dois métodos diferentes, usados para medir o volume da estrutura de poropresente nas composições em partículas. Estes dois diferentes métodos,quando usados em conjunto, proporcionam uma melhor visão quanto àcapacidade do material em partículas, tanto para reter o gás pressurizado,como para liberar aquele gás pressurizado através do processo de efusãomolecular. Estes métodos são descritos abaixo.

Os pós com volumes de vazio internos relativamente grandessão preferidos, de um modo geral, para o uso para manufaturar ascomposições de efusão de gás da presente invenção, devido à sua maiorcapacidade de reter o gás. Os pós tendo passagens restritivas em combinaçãocom volumes de vazio internos relativamente grandes e AIW relativamentegrande são, de um modo particular, preferidos, devido à sua maior capacidadetanto para reter o gás, como para impedir a taxa de perda de gás por efusão. Ovolume de vazio interno é, de um modo adequado, de pelo menos cerca de 0,5ml/ g, de um modo preferido de pelo menos cerca de 1,0 ml/ g, maispreferivelmente de pelo menos cerca de 1,5 ml/g, e de um modo maispreferido de pelo menos cerca de 2,0 ml/ g. O AIW é, de um modoadequado, de pelo menos cerca de 0,2 ml/ g, preferivelmente de pelo menoscerca de 0,4 ml/ g; de um modo mais preferido de pelo menos cerca de 0,6 ml/g, e de um modo mais preferido de pelo menos cerca de 0,8 ml/ g. Opercentual de AIW (% de AIW é preferivelmente de pelo menos cerca de30%, de um modo mais preferido de pelo menos cerca de 40, e maispreferivelmente de pelo menos cerca de 50%. Os pós possuem, de um modopreferido, uma temperatura de transição vítrea (Tg) de entre cerca de 30-150°C, de um modo preferido de cerca de 35-125°C, e de um modo aindamais preferido de cerca de 40- 100°C. Os pós possuem, de um modopreferido, um teor de umidade de entre cerca de 0-15%, preferivelmente decerca de 1-10%, e de um modo mais preferido de cerca de 2-5%, a atividadeda água estando entre cerca de 0- 0,5, preferivelmente de cerca de 0,05 - 0, 4,e de um modo mais preferido de cerca de 0,1 - 0,3 .

As composições em partículas de efusão de gás da presenteinvenção retêm, de um modo preferido, o gás em vazios internos abertos,presentes na estrutura de poro aqui presente, seja no momento do uso quandoreconstituído com um líquido, ou imediatamente após a despressurização, emuma pressão de gás absoluto médio de pelo menos cerca de 2 atmosferas, deum modo mais preferido de cerca de 3 atmosferas, e de um modo ainda maispreferido de pelo menos cerca de 4 atmosferas, e, de um modo opcional, depelo menos cerca de 5 atmosferas, ou mais alta. Tais pressões de gásabsolutas médias mais altas podem incluir pressões de até cerca de 10atmosferas, 20 atmosferas, ou ainda mais altas, tais que de até cerca de 50atmosferas.

Os percentuais são baseados no peso da composição deformação de espuma, a não ser que indicado de um outro modo. Densidade demassa (g/ ml) é determinada através da medição do volume (ml), que umdeterminado peso (g) de pó ocupa quando despejado através de um funil aointerior de um cilindro graduado. A densidade de compactação (g/ ml) édeterminada através de que o pó seja despejado em um cilindro graduado,vibrando o cilindro até que o pó seja sedimentado a seu volume mais baixo,registrando o volume, pesando o pó, e dividindo o peso pelo volume. Adensidade aparente (g/ ml) é determinada através da medição do volume deuma quantidade pesada de pó, usando um picnômetro de hélio (MicrometiticsAccuPyc 1330) e dividindo o peso pelo volume.

A densidade aparente é uma medida de densidade, que inclui ovolume de quaisquer vazios presentes nas partículas que não estão conectadasà atmosfera, tais que os vazios internos fechados. A densidade aparentetambém inclui o volume de quaisquer vazios presentes as partículas que estãoconectadas à atmosfera, mas que são incessíveis à penetração por hélio emuma pressão razoavelmente baixa (menos do que uma pressão de calibre de20 psi (138 kPa)) e inacessíveis à penetração durante a análise de picnometria,incluem pelo menos uma porção de passagens restritivas e pelo menos umaporção de vazios internos conectados à atmosfera, direta ou indiretamente,através de passagens restritivas. A densidade aparente exclui o volumeintersticial entre as partículas e o volume de quaisquer vazios presentes naspartículas, que estão abertas para atmosfera e acessíveis à penetração de héliodurante a análise de picnometria.

O volume total de vazios internos e de aberturas, que não estãoconectados à atmosfera d ou que são inacessíveis à penetração do gás héliodurante a análise de picnometria, são aqui referidos como a "vazios internosocluídos", pode ser também derivado a partir da medição da densidadeaparente do pó após a reconstituição do pó em água, congelamento, e secagempor congelamento da solução, e moagem do pó secado por congelamento emum almofariz e pilão, de um modo a remover, ou abrir para a atmosfera, todosos vazios fechados ou inacessíveis originalmente presentes no pó. Este tipo dedensidade aparente, aqui referido como a "densidade do material " (g/ ml), é adensidade efetiva apenas do material sólido, que compreende o pó.

O volume do vazio interno aparente (AIW), o volume dosvazios internos ocluídos contidos nas partículas, pode ser determinado atravésda subtração da densidade do material recíproca (ml/ g) a partir da densidadeaparente recíproca (ml/ g). O AIVV percentual, o percentual em volume devazios internos ocluídos contidos nas partículas, é determinado através dasubtração da densidade de material recíproca (ml/ g), a partir da densidadeaparente recíproca (ml/g) e então pela multiplicação do resultado peladensidade aparente (g/ ml) e 100%.

O volume de vazio interno (ml/ g) pode ser determinadoatravés da medição do volume (ml) de mercúrio líquido, que introduz umaquantidade pesada (g) de material em partículas, sob uma pressão demercúrio, que aumenta aproximadamente de 0 a 60.000 psi (calibre), usandoum porosímetro de mercúrio (Micromeritics AutoPore III) e dividindo omercúrio introduzido pelo volume em peso do material em partículas. Ométodo provê, distribuições de diâmetro, área e volume da estrutura de porodo material em partículas e confirma a presença de vazios internos, aberturase de passagens restritivas conectados, de um modo direto ou indireto, àatmosfera. Este método é geralmente usado para relatar as pressões deintrusão de mercúrio nos diâmetros de poro do pó e os volumes, usandorelações matemáticas convencionais e as determinações assumidas nosoftware utilizado pelo instrumento. A medida em que a pressão aplicadaaumenta, o mercúrio não umectante é introduzido, de um modo progressivo,nos poros menores, até que o poro de diâmetro menor (3 nm ou 30 Â), quepode ser introduzido a 60.000 psi seja enchido. O diâmetro de poro, área, evolume correspondentes são calculados assumindo-se uma seção transversalde poro. Cada dose de mercúrio fornecida em uma pressão crescente provêum novo diâmetro de poro e um volume de poro incrementai correspondente,centralizado, no diâmetro de poro médio entre as doses sucessivas.

Os volumes de poros menores podem, de um modo opcional,ser medidos usando um porosímetro de mercúrio, que provê um limite depressão superior mais alto, ou através do uso de um analisador de adsorção degás de nitrogênio (Micromeritics Gemini). O método de adsorção denitrogênio pode ser usado para medir o diâmetro de poro, a área e asdistribuições de volume de "microporos" (isto é, os poros com diâmetrosinferiores a cerca de 2 nm) e os mesoporos (isto é, os poros com diâmetros deentre cerca de 2-50 nm), presentes na estrutura de poro do ingrediente domaterial em partículas e para confirmar a presença de passagens restritivastendo diâmetros dentro destas faixas. Este método é geralmente usado paramedir a área superficial dos pós, no ponto de ebulição (-196°C) de nitrogêniolíquido. Sob "pressões parciais" de gás aplicado, que aumentam de cerca de 0(vazio) a cerca de uma pressão de 1 atmosfera (absoluta, usando as relações eas determinações matemáticas contidas no software utilizado peloinstrumento. A medida em que a pressão de gás aplicada aumenta, onitrogênio é progressivamente adsorvido sobre a superfície de poros maiores,ao mesmo tempo em que enche os microporos e mesoporos mediante aadsorção de camadas múltiplas de moléculas de nitrogênio. O diâmetro deporo, a área e o volume correspondentes são calculados assumindo-se umaseção transversal de poro cilíndrica. Cada dose de gás de nitrogênio, fornecidaem uma pressão parcial crescente, provê um novo diâmetro de poro e umaárea de poro incrementai correspondente e um volume centralizado sobre odiâmetro médio do poro entre doses sucessivas. O diâmetro de poro médio é amédia matemática dos diâmetros de poro calculados mais baixos e mais altos,correspondendo às pressões parciais de gás de nitrogênio mais baixas e maisaltas, distribuídas em doses sucessivas. A pressão parcial mais baixa, utilizadapara analisar as composições de material em partículas da presente invençãofoi de aproximadamente 0,001 atmosferas, o que corresponde, de um modoteórico, a aproximadamente 4,5 Â de diâmetro. Esta é apenas ligeiramentemaior do que a dimensão molecular menor amplamente aceita (3,5 Â) do gásde nitrogênio. Embora haja controvérsia dentre os versados na análise deadsorção de gás sobre se esta técnica pode ser usada de um modo a quantificarprecisamente os diâmetros de poro menores do que cerca de 17 Â usando asrelações matemáticas estabelecidas e as determinações, a informação providaatravés deste método foi, apesar disto, tida como sendo útil para acaracterização das composições da presente invenção.

A temperatura de transição vítrea denota uma alteração de fasede segunda ordem, caracterizada pela transformação de uma composição empó a partir de um estado sólido em partículas vítreo rígido a um estado sólidoem partículas gomoso amolecido. De um modo geral, as solubilidades do gáse as taxas de difusão no interior da fase sólida de composições em partículassão, de um modo típico, significativos apenas em materiais na ou acima datemperatura de transição vítrea. A temperatura de transição vítrea édependente da composição química e do nível de umidade e, de um modogeral, um peso molecular médio mais baixo e/ ou uma umidade mais alta irãoreduzir a temperatura de transição vítrea. A temperatura de transição vítreapode ser, de um modo intencional, aumentada ou reduzida através do simplesdecréscimo ou aumento, respectivamente, do teor de umidade do pó, usandoqualquer método conhecido daqueles versados na técnica. A temperatura detransição vítrea pode ser medida através do uso de técnicas de calorimetria devarredura diferencial (DSC) ou de análise mecânica térmica (TMA).

De acordo ainda com um outro aspecto da invenção, ascomposições de efusão de gás aqui descritas são, de um modo preferido,manufaturadas de acordo com um método, que compreende contatar umingrediente em partículas, secado por pulverização, injetado a gás, solúvel,que compreende partículas tendo um superfície externa, uma pluralidade devazios internos no interior das partículas e uma pluralidade de passagens dediâmetro restritivo no interior das partículas com o gás comestível em umprimeira alta pressão, de um modo tal que o gás comestível passe através daspassagens de diâmetro restritivo a partir da superfície externa, ao interior dosvazios internos, de um modo a prover partículas, nas quais os vazios internoscontenham o gás comestível na segunda alta pressão, e então permitindo comque o gás comestível no interior dos vazios internos na segunda alta pressãoescape, de um modo lento e controlável, a partir dos vazios internos, atravésdas passagens restritivas, quando as partículas são removidas a partir docontato com o gás na primeira alta pressão, mas é mais alta do que a pressãoambiente. Isto pode ser executado, por exemplo, através da vedação de um pósecado por pulverização, injetado a gás, tendo uma estrutura de partículaapropriada em um caso adequado, pressurizando o vaso com o gáscomprimido durante um período de tempo efetivo para encher os vaziosinternos das partículas com o gás pressurizado, e liberando a pressão no vaso,de um modo a recuperar a composição de efiisão de gás. O método preferido éo de conduzir a pressurização do gás e a despressurização do pó no vaso depressão, em temperatura ambiente, sem o aquecimento ou o resfriamentoexterno. A temperatura do pó permanece abaixo da temperatura de transiçãovítrea durante os estágios de pressurização e de despressurização. De acordocom este método, as composições de efusão de gás podem ser produzidas embateladas, ou de um modo contínuo, usando quaisquer meios adequados.

Em uma forma preferida, a composição em partículascompreende um pó de leite desnatado secado por pulverização, injetado a gás,de baixa densidade (SMP) tendo uma estrutura amorfa. De um modopreferido, a pressão no vaso de pressão está na faixa de 100- 5000 psi (690 -34500 kPa), de um modo mais preferido de 500- 3000 psi (3450- 20700 kPa),e de um modo ainda mais preferido de 1000 - 2000 psi (6900- 13800 kPa). Ouso de gás de nitrogênio (N2) é preferido, mas qualquer outro gás de graualimentício pode ser usado para pressurizar o vaso, incluindo ar, dióxido decarbono, óxido nitroso, argônio, oxigênio, hélio, hidrogênio, ou uma misturados mesmos.

A quantidade de tempo requerida para encher os vaziosinternos abertos nas partículas, que compreendem um pó, com o gáspressurizado, depende da pressão do gás e da composição do gás utilizado epode ser prontamente determinada por aqueles versados na técnica. De ummodo típico, o período de tempo de pressurização de gás é de pelo menoscerca de 1 minuto e, de um modo preferido, de pelo menos cerca de 5minutos, mas pode ser até de várias horas ou dias, em especial quandopressões de gás relativamente baixas são usadas. Em alguns casos, podem sernecessárias semanas para que os vazios internos abertos nas partículas sejampreenchidos, de um modo completo, com o gás pressurizado. O enchimentolento pode ser, de um modo intencionalmente benéfico, projetado como umprocesso, tal que em aplicações de produto em que o pó, ou uma misturacontendo o pó, são embalada sob uma atmosfera de gás pressurizado de ummodo relativamente baixo ou moderado, e enviado através de lojas ou canaisde distribuição do produto, antes que seja alcançado o consumidor algumtempo após. O teor de gás retido em pó e a capacidade de formação deespuma resultante são aumentados, de um modo geral, com o período detempo de processamento e a pressão do gás.

De um modo vantajoso, as composições de efusão de gás dapresente invenção são capazes de fornecer volumes compráveis acomposições de formação de espuma convencionais, contendo o gáspressurizado retido em poros fechados ou em vazios internos vedados, em umcusto significativamente mais baixo e em uma taxa de processamento maisrápida, porque não há a necessidade de aquecer e de resfriar o material empartículas. O aquecimento e o resfriamento das composições em partículassob o gás pressurizado requerem, de um modo típico, o uso de umequipamento especializado mais custoso, prolongam os tempos deprocessamento requeridos, e podem causar uma aglomeração de póindesejável, a alteração do aroma ou da cor, e a incrustação do equipamento.

As composições de efusão de gás da pressente invenção são também capazesde aumentar o aspecto leitoso percebido pelo consumidor e a estabilidade daescuma de produtos que incorporam as composições, em relação ao uso decomposições de formação de espuma não - proteína comerciais, contendo ogás pressurizado retido.As composições de efusão de gás da presente invenção sãocapazes de distribuir maiores volumes de gás do que os pós formadores deespuma secados por pulverização, injetados a gás, convencionais. Tais pósformadores de espuma atmosféricos, secados por pulverização, injetados agás, possuem, de um modo típico, uma densidade de massa em uma faixa deentre cerca de 0,1 - 03 g/ ml, e o teor de gás está situado em uma faixa deentre cerca de 2-5 ml por grama de pó formador de espuma. Em contraste, ascomposições de efusão de gás da presente invenção, que possuem umadensidade de massa similar aos pós formadores de espuma atmosféricos,possuem teores de gás, no momento de uso, quando reconstituídas com umlíquido, preferivelmente de pelo menos cerca de 8 ml, mais preferivelmentede pelo menos cerca de 12 ml, e de um modo mais preferido de pelo menoscerca de 16 ml, por grama da composição de efusão de gás. Se desejado, osteores de gás das composições de efusão de gás, no momento de uso, quandoreconstituídas com um líquido, podem ser adicionalmente aumentados, taisque de até cerca de 30 ml, possivelmente de até 40 ml, ou possivelmente deaté cerca de 50ml, ou mais altos, por grama de composição de efusão de gás.

Os teores de gás aumentado podem ser providos, por exemplo,através da utilização de pressões de gás mais altas, de períodos de tempo depressurização de gás mais longos, de gases de peso molecular mais alto,armazenamento em pressões mais altas ou em temperaturas mais baixas, ouqualquer combinação dos mesmos, de acordo com os métodos da presenteinvenção. No entanto, aumentos nos teores de gás para mais do que cerca de30 ml por grama de composição de efusão de gás podem prover células deespuma maiores do que pode ser desejado, quando reconstituídas com umlíquido em algumas aplicações de produto, devido a uma maior expansãorelativa do gás pressurizado liberado ao interior de líquidos. Portanto, emalgumas aplicações, pode ser preferível usar um peso maior de umacomposição de efusão de gás, tendo um teor de gás mais baixo. O teor de gásadequado, o peso, a composição do gás e as condições de armazenamentopara as aplicações de produto individual podem ser prontamente determinadosatravés de métodos conhecidos daqueles versados na técnica.

Devido a seus teores de gás muito mais altos, as composiçõesde efusão de gás da presente invenção são capazes de fornecer volumes deespuma muito maiores do que os pós formadores de espuma atmosféricasecados por pulverização, injetados a gás, convencionais. Por exemplo, nocaso de bebidas quentes, tais que misturas de café capucino instantâneasreconstituídas, os pós formadores de espuma atmosférica secados porpulverização, injetados a gás, convencionais, fornecem, de um modo típico,volumes de espuma em uma faixa de entre cerca de 2- 6 ml por grama de póformador de espuma. Em contraste, em tais aplicações de bebida quente, e deum modo geral, as composições de efusão de gás da presente invençãofornecem, de um modo preferido, volumes de espuma de pelo menos cerca de12 ml, de um modo mais preferido de pelo menos cerca de 18 ml, e de ummodo ainda mais preferido de pelo menos cerca de 24 ml, por grama dacomposição de efusão de gás. Se desejado, os volumes de espuma providos,no momento de uso quando reconstituídos com um líquido, podem, de ummodo opcional, ser adicionalmente processados, tais que de até 70 ml, oumais altos, por grama de composição de efusão de gás. Tais volumes deespuma aumentados podem ser providos através da utilização de composiçõesde efusão de gás tendo teores de gás mais altos.

O teor de gás pode ser determinado pela colocação de um pesoconhecido de um pó formador de espuma atmosférico ou uma composição deefusão de gás, isoladamente ou junto com ingredientes, que ou não produzemuma quantidade significativa de espuma, ou produzem uma quantidadeconhecida de espuma, ao interior de um béquer tendo 65 mm (6,5 cm) dediâmetro interno, adicionando 150 ml de água em uma temperatura de 88°C,agitando para a dissolução, e medindo a altura de espuma inicial contra aparede do béquer, usando uma régua milimétrica. A fração de volume de gás,presente na espuma, pode ser determinada através da colocação de umamostra de espuma o interior de um cilindro graduado, dividindo o pesomedido (g) pelo volume medido (ml), de um modo a obter uma densidade deespuma (g/ ml), dividindo a densidade de espuma pela densidade medida (g/ml) da solução (obtida através da pesagem de um volume conhecido desolução após espuma ser dissipada), e então pela subtração do resultado apartir de 1,0. Na prática, a densidade da solução está muito próxima daquelada água, e a divisão da densidade da espuma pela densidade da solução servepara tornar a fração de volume de gás sem dimensão. A fração de volume degás é, de um modo típico, de cerca de 0,8 para a espuma provida por produtoscapucino quentes, mas pode ser ligeiramente mais alta ou mais baixa. Ovolume de espuma (ml ou cm3) pode ser determinado através da multiplicaçãoda altura da espuma inicial (cm) pela área de seção transversal cilíndrica dobéquer (cm2). O volume de espuma é então multiplicado pela fração devolume de gás, de um modo a que seja obtido um volume de gás na altura daespuma inicial medida. Aquele volume de gás, que corresponde à temperaturada solução medida (de um modo geral, cerca de 75°C para capucino quente),é então corrigido para baixo, usando a equação de gás ideal, de um modo acorresponder a um volume de gás equivalente a 25°C . Isto acarreta amultiplicação do volume de gás pela razão de temperatura mais baixa paramais alta, em unidades Kelvin (K). Por exemplo, de um modo a corrigir apartir de 75°C para 25°C, o volume de gás é multiplicado por 298 KJ 348K. Ovolume de gás resultante (ml) é então dividido pelo peso do pó (g) de ummodo a que seja obtido o teor de gás (ml/ g) do pó. Se uma mistura contiverum ingrediente, que aumente, de um modo significativo a altura da espuma dabebida, a sua contribuição é subtraída daquela do pó, antes que o teor de gásseja relatado. Se a composição contiver qualquer ingrediente que possua umefeito de desestabilização significativo sobre a espuma, esta fórmula iriaprover um valor erroneamente baixo.

As composições de efusão de gás da presente invençãofornecem, de um modo preferido, pelo menos cerca de três vezes, e de ummodo mais preferido pelo menos cerca de quatro vezes, do teor de gás eforneceram volumes de espuma do ingrediente em partículas original, seja nomomento do uso ou quando reconstituídas com um líquido, ou imediatamenteapós despressurização. De um modo opcional, a pressurização pode serconduzida sob condições de acordo com os métodos da presente invenção, deum modo a propiciar até mesmo aumentos adicionais no teor de gás e novolume de espuma fornecido, tais que de cerca de cinco vezes, ou mais altos.Anteriormente à presente invenção, tais aumentos no teor de gás o no volumede espuma fornecido apenas poderiam ser alcançados usando métodosdemorados e custosos, que requerem com que as partículas sejam aquecidas auma temperatura acima da temperatura de transição vítrea (Tg) do materialem partículas amorfo (e então resfriado a abaixo da Tg), enquanto sob umapressurização de gás aplicada, efetiva para reter o gás pressurizado nos vaziosinternos vedados ou em poros fechados, presentes no mesmo.

Quando qualquer uma de altura da escuma da bebida, altura daescuma incrementai, teor de gás da composição, ou volume de espumafornecidos for representado graficamente contra o período de tempo dacomposição de efusão de gás, sendo iniciado após a despressurização, a taxade decréscimo nestes atributos irá, de um modo geral, seguir uma equação emlinha reta, tendo a forma y = A Iog χ + B, em que y é um dos atributosmencionados, Iog χ é o logaritmo (log ou ln) do período de tempo dearmazenamento x, e A (inclinação) e B (interceptação do eixo y) sãoconstantes determinadas experimentalmente, que são específicas para acomposição em partículas, usada para a produção da composição de efusão degás. Uma vantagem da identificação e uso de uma tal equação é a de que ataxa de efusão de gás pode ser derivada, de um modo experimental, através damedição da taxa de decréscimo de qualquer um dos tributos mencionados, aolongo de um período de tempo de armazenamento relativamente curto, tal quede horas ou dias, e a informação obtida pode ser usada, de um modo a preveruma vida em prateleira útil no momento em que a composição alcança oequilíbrio com a atmosfera circundante, tal que possa ocorrer semanas, mesesou anos após. Por exemplo, a equação de linha reta mencionada pode serderivada de um modo experimental, junto com os valores A e B, de um modoa prover a taxa de decréscimo na altura da escuma incrementai da bebida,correspondendo à taxa de efusão, durante um período de vários dias. Aequação pode ser solucionada matematicamente, por exemplo através de umajuste de y igual a zero (sem altura de espuma incrementai), de um modo aprever o período de tempo x, no qual a composição alcança o equilíbrio com aatmosfera circundante, correspondendo à duração da efusão. A equação podeser solucionada para qualquer outro período de tempo de interesse, x, deinteresse, de um modo a prever a altura da escuma incrementai da bebidanaquele período de tempo, e a taxa correspondente de efusão.

Deste modo, o método da presente invenção pode provernumerosas vantagens de processamento em relação aos métodosconvencionais de aumento dos teores de gás e forneceu volumes de espumade ingredientes em partículas amorfos. Uma outra vantagem da presenteinvenção consiste em que as composições de formação de espuma de efusãode gás possam ser convenientemente preenchidas com gás pressurizado, sedesejado, após algum período de tempo de armazenamento, de um modo aaumentar os seus teores de gás e os volumes de espuma fornecidos. Umaoutra vantagem da presente invenção consiste em que o uso de gasesdiferentes possa prover composições de efusão de gás tendo teores de gásdiferentes e taxas de efusão de gás diferentes.

De um modo vantajoso, as composições de efusão de gáspodem ser usados imediatamente, isoladamente ou como ingredientes paraformular produtos alimentícios e podem, de um modo opcional, ser embaladassob pressão, de um modo a prover uma vida em prateleira adequada para adistribuição comercial. Os ingredientes em partículas adequados, usados nocaso desta invenção, podem ser provenientes de fontes comerciais, de ummodo fácil e rápido carregadas com gás pressurizado anteriormente àdistribuição, ou carregadas, mediante demanda, por um usuário de serviçoalimentar, em temperatura ambiente, e usando um equipamento disponível oudispositivos portáteis.

O uso preferido para estas composições de formação deespuma de efusão de gás é em misturas de bebidas solúveis, de um modoparticular no caso de café instantâneo e de misturas de capucino. No entanto,elas podem ser usadas em qualquer produto alimentício instantâneo, quepossa ser reidratado com líquido. Embora estas composições de formação deespuma possam, de um modo típico, ser bem dissolvidas em líquidos frios, deum modo a produzir a escuma, a dissolução e a capacidade de formação deespuma são, de um modo geral, aperfeiçoadas pela reconstituição em líquidosquentes. As aplicações podem incluir, por exemplo, bebidas instantâneas,sobremesas, pós de queijo, cereais, sopas, pós de coberturas, molhos, e outrosprodutos.

EXEMPLOS

Os exemplos neste ilustram, de um modo adicional, váriascaracterísticas da invenção, mas não limitam, de modo algum, o escopo dainvenção, tal como reivindicado nas reivindicações apensas. A não ser quemencionado de um outro modo, todos os percentuais e razão estão em peso.

Os exemplos operacionais que se seguem demonstram autilidade de composições de efusão de gás da presente invenção, aumentandograndemente os volumes de escuma ou excedentes, que possam ser obtidos apartir de produtos alimentícios, tais que no caso de capucino quenteinstantâneo e de misturas de cacau, misturas de cobertura de sobremesa friasinstantâneas, cafés fermentados embranquecidos, misturas de sopa deformação de espuma, produtos de cereais, misturas de sobremesa, misturas demolho, milk shakes, e os similares.

EXEMPLO 1

Uma composição de efusão de gás foi preparada a partir deleite em pó desnatado, secado por pulverização, injetado a gás, de baixadensidade, obtido de fonte comercial (SMP) (Lote 1) (Diehl Foods; Defiance,Ohio; pó NFDM da marca Cocoa Riche LD tendo uma estrutura amorfa, umatemperatura de transição vítrea (Tg) de 44°C, e uma pluralidade de vaziosinternos. Uma amostra de 6, 0 gramas de SMP foi colocada em um vaso depressão de aço inoxidável de 75 ml (cilindro de amostragem de gás Whitey;ajustado para uma pressão máxima de 1800 psi (12420 kPa)), que foipressurizado a 1000 psi (6900 kPa) com gás de nitrogênio, a 25°C. O vaso foivedado pelo fechamento de uma válvula, que conecta o vaso à fonte de gás denitrogênio. O vaso foi mantido durante 5 minutos e então despressurizadoatravés de ventilação, de um modo a que seja obtida c composição SMP deefusão de gás.

Antes da pressurização, o SMP apresentou uma densidade demassa de 0, 22 g/ ml, uma densidade de compactação de 0,31 g/ ml, umadensidade de material de 1,44 g/ ml, uma densidade aparente de 0, 63 g/ ml,um volume de vazio interno de 2, 88 ml/ g, e um volume de vazio internoaparente (AIW) de 0,89 ml/ g (56% de AIW em volume). Deste modo, ovolume de vazio interno medido antes da pressurização foi 1, 99 ml/ g maior(isto é, 3,2 vezes maior) do que o AIW. Após a pressurização, o SMP tinhauma densidade aparente de 0, 70 g/ ml e um AIW de 0, 73 ml/g (51% deAIW, em volume).

Uma mistura de capucino (Amostra la) foi preparada pelaadição de 5,5 g desta composição SMP de efusão de gás a 2,0 g de pó de cafésolúvel, 4,0 g de açúcar, e 2,5 g de um pó branqueador de café de altadensidade, não formador de espuma, com 50% de gordura. Uma mistura decapucino comparativa (Amostra 1 b) foi preparada de acordo com a fórmulaacima, mas substituindo a composição SMP por SMP não tratado (Lote 1).

Cada mistura foi reconstituída cinco minutos após a despressurização com150 ml de água a 88°C em um béquer de 250 ml tendo um diâmetro interno de65 mm. A adição da composição SMP de efusão de gás foi verificada comosendo capaz de aumentar a altura da escuma da bebida inicial em relação àmistura de capucino comparativa com o SMP não tratado. De um modo maisespecífico, a mistura de capucino da Amostra la, contendo a composiçãoSMP de efusão de gás, apresentou uma altura de escuma de 39 mm, enquantoque na Amostra lb, a mistura de capucino contendo o SMP não tratadopossuía uma altura de escuma de apenas 10 mm.

Deste modo, o teor de gás da composição SMP de efusão degás, no momento da reconstituição, foi de cerca de 16 ml/ g, enquanto que ode SMP não tratado foi apenas de cerca de 4 ml/ g. O volume de espumafornecido da composição SMP de efusão de gás, no momento dareconstituição, foi de cerca de 23 ml/ g, enquanto que o de SMP não tratadofoi apenas de cerca de 6 ml/g. Deste modo, pode ser observado que o métododa presente invenção forneceu cerca de quatro vezes o teor de gás e forneceuo volume de espuma nesta aplicação.

Misturas de capucino adicionais (Amostras lc-lq) forampreparadas de acordo com a fórmula da Amostra Iae armazenadas duranteperíodos de tempo variáveis, em temperatura ambiente, em jarros de vidrofechados, que foram vedados com tampas rosqueadas de material com gaxeta(isto é, não vedadas de um modo hermético). Quando as misturas foramreconstituídas com água quente, tal como acima descrito, as alturas de escumada bebida inicial diminuíram como uma função do período de tempo em que amistura havia sido armazenada. De um modo mais específico, como ilustradona Figura 1, uma redução logarítmica geral (coeficiente de correlação de 0,99)foi observada nas alturas de escuma da bebida inicial, como uma função doperíodo de tempo de armazenamento. Os dados experimentais são sumariadosna Tabela 1 abaixo.

As alturas de escuma da bebida inicial incrementais foramcalculadas através da subtração da altura de escuma da bebida inicial damistura de capucino, formuladas com o SMP não tratado (Amostra 1) a partirda altura de escuma da bebida inicial das misturas de capucino armazenadas,formuladas com a composição SMP de efusão de gás. Como pode serobservado na Figura 2, a representação gráfica das alturas de escuma inicialincrementais como uma função do logaritmo natural (Ln) do período detempo de armazenamento da mistura provê uma linha reta (coeficiente decorrelação de 0,99) tendo uma inclinação (A) de -2.2323 e uma interceptaçãodo eixo y de 31,54. A extrapolação da linha para zero da altura de escumaincrementai (através do ajuste de y igual a zero e solução da equação de linhareta) prevê que um período de armazenamento de cerca de 950 dias seriarequerido para que todo o gás pressurizado mantido dentro da estrutura deporo da composição SMP de efusão de gás fosse equilibrado (isto é,diminuído para uma pressão de 1 atmosfera) com a atmosfera circundante.Mesmo com o entendimento adquirido de que o mecanismo de efusão de gáscontrola o comportamento das composições da presente invenção, istoconstitui um resultado surpreendente, considerando que o SMP foi contatadocom gás pressurizado durante apenas cinco minutos durante a carga de gás. Seo mecanismo subjacente da operação não tiver sido elucidado e modeladomatematicamente durante o desenvolvimento da presente invenção, um talresultado seria difícil de ser previsto. O volume de gás seria efundido a partirda composição SMP de efusão de gás durante o período de armazenamentoentre 0,0021 dias (primeiro ponto de dados) e 950 dias podendo ser obtidoatravés da subtração do teor de gás do SMP não tratado (cerca de 4 ml/g) apartir do teor de gás do SMP tratado (cerca de 16 ml/ g) em 0,0021 dias. Ataxa de efusão para o SMP tratado seria, portanto, de cerca de 12 ml/g para950 dias, ou de cerca de 0,013 ml/ g/ dia. Se a taxa de efusão for calculadapara cada período de tempo antes do período de armazenamento de 950 dias,um valor mais alto é obtido, pois a taxa inicial de efusão é muito elevada ediminui, de um modo geral, exponencialmente ao longo do tempo.

Tabela 1: Período de Tempo de Armazenamento da Mistura de Capucinoe Alturas de Escuma Iniciais da Bebida

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EXEMPLO 2

Lotes adicionais (Lotes 2 e 3) do SMP de fonte comercial doExemplo 1 foram pressurizados usando o método do Exemplo 1. Antes dapressurização, o SMP do Lote 2 possuía uma densidade de massa de 0,23 g/ml, uma densidade de compactação de 0,32 g/ ml, uma densidade de materialde 1,44 g/ ml, e uma densidade aparente de 0, 87 g/ ml, um volume de vaziointerno de 2, 82 ml/ e um AIW de 0,45 ml/ g (40% em volume). Deste modo,o volume de vazio interno, medido após a pressurização, foi de 1,95 ml/ gmaior (isto é, 3, 2 vezes maior) do que o AIW. Após a pressurização, o SMPdo Lote 2 possuía uma densidade aparente de 1,06 g/ ml e um AIW de 0,25ml/ g (26% em volume). Antes da pressurização, o SMP do Lote 3 possuíauma densidade de massa de 0,24 g/ ml, uma densidade de compactação de0,33 g/ ml, uma densidade de material de 1,44 g/ ml, uma densidade aparentede 0,72 g/ ml, um volume de vazio interno de 2, 64 ml/ g, e um AIW de 0,69 ml/g (50% em volume). Deste modo, o volume de vazio interno, medidoantes da pressurização, foi de 2,57 ml/ g maior (isto é, 3, 8 vezes maior) doque o AIWr. Após a pressurização, o SAlP do Lote 3 possuía uma densidadeaparente de 0,80 g/ ml e um AIW de 0,56 ml/g (44%, em volume).

As composições de efusão de gás, preparadas a partir do SMPdos Lotes 2 e 3 foram incorporadas em misturas de capucino (Amostras 2a e2b, respectivamente) de acordo com a fórmula da Amostra la, de um modo adeterminar o efeito da variabilidade da produção de SMP sobre o tratamentode pressão e o desempenho de formação de espuma resultante. Quando dareconstituição com água quente, tal como descrito no Exemplo 1, as Amostras2a e 2b forneceram alturas de escuma de bebida iniciais de 24 mm e de 36mm, respectivamente. Foram preparadas misturas de capucino comparativas(Amostras 2c e 2 d), nas quais as composições de efusão de gás foramsubstituídas pelo o mesmo peso do SMP não tratado dos Lotes 2 e 3.. Ambasas amostras comparativas forneceram uma altura de escuma de bebida final deapenas 10 mm. [0082] Deste modo, o teor de gás das composições de SMP deefusão de gás, no momento da reconstituição, nas Amostras 2a e 2b, foram decerca de 10 ml/g e de cerca de 15 ml /g, respectivamente, enquanto que o teorde gás de ambas as composições de SMP não tratadas (Amostras 2c e 2 d) foiapenas de 4 ml/ g. O volume de espuma fornecido das composições de SMPde efusão de gás, no momento da reconstituição, nas Amostras 2a e 2b, foramde cerca de 14 ml/ g e de cerca de 22ml/g, respectivamente, enquanto queaquele das composições de SMP não tratadas (Amostras 2c e 2d) foi deapenas cerca de 6 ml/g. Deste modo, as composições de efusão de gás dasAmostras 2 a e 2b apresentaram teores de gás e forneceram volumes deespuma, que eram quase três vezes e quase quatro vezes, respectivamente,mais altos do que o SMP não tratado no momento de uso, quandoreconstituídos com água quente nesta aplicação de produto. Se desejado,aumentos adicionais poderiam ser facilmente alcançados através do uso depressões de gás mais altas durante a carga de gás, ou de outras modificaçõesde processamento de acordo com o método da presente invenção.

A seguir, uma amostra de 6,0 g de um leito em pó desnatado,secado por pulverização, de alta densidade, de fonte comercial (SMP)) (póNFDM; DairyAmerica; Fresno, Califórnia) foi pressurizado de acordo com ométodo do Exemplo 1, e 5,5 g do SMP de alta densidade pressurizado foiincorporado em uma mistura de capucino (Amostra 2e), preparada de acordocom a fórmula da Amostra la. Antes da pressurização, este SMP de altadensidade apresentou uma densidade de massa de 0, 46 g/ ml, uma densidadede compactação de 0,74 g/ ml, uma densidade aparente de 1,26 g/ ml, e umAIVY de 0,11 ml/ g (13%, em volume). Após a pressurização, ele apresentouuma densidade aparente de 1,27 g/ ml e um AIW de 0,09 ml/ g (12% emvolume). Mediante a reconstituição com água quente, tal como descrito noExemplo 1, o pó pressurizado forneceu uma altura de escuma da bebidainicial de apenas 5 mm, sem a cobertura completa da superfície da bebida.Uma outra mistura de capucino comparativa foi preparada, na qual o SMP dealta densidade pressurizado acima foi substituído pelo mesmo peso de SMPde alta densidade não tratado. Quando reconstituído sob as mesmas condiçõesque acima, esta amostra também forneceu uma altura de escuma inicial de 5mm, sem a cobertura completa da superfície da bebida. Isto indica que otratamento de pressão de SMP de alta densidade não produz uma composiçãode efusão de gás. Os teores de gás do SMP de alta densidade tratado e nãotratado foram de apenas cerca de lml/ g, e os volumes de espuma fornecidosforam inferiores a 2 ml/ g. Estes resultados podem estar diretamente ligados àestrutura de ingrediente em partículas de SMP de alta densidade inadequada eà estrutura de poro. Tais inadequabilidades incluem a densidade de massa e adensidade aparente que são muitas altas, e o AIW e o % de AIW que sãotambém muito baixos, tornando a estrutura do ingrediente em partículas deSMP de alta densidade e a estrutura do poro inadequadas para reter o gáspressurizado em vazios internos abertos.

EXEMPLO 3

O exemplo que se segue demonstra os efeitos da pressão degás e do período de tempo de pressurização sobre a capacidade de formaçãode espuma das composições de efusão de gás desta invenção, quandoincorporadas em uma mistura de capucino, como acima descrito. Amostras de6,0 g adicionais do SMP do lote 3 do Exemplo 2 foram pressurizadas com gásde nitrogênio a 125 psi (862,5 kPa), 250 psi (1725 kPa), 375 psi (2587, 5kPa), 500 psi (3450 kPa), 750 psi (5175 kPa), 1000 psi (6900 kPa), e 1250 psi(8625 kPa) usando o método do Exemplo 1, de um modo a que seja obtidauma série de composições de efusão de gás, amostras de 5,5 g destascomposições de efusão de gás sendo preparadas em diferentes pressões foramseparadamente suadas para formular as misturas de capucino (Amostras 3a -3g) de acordo com a fórmula da Amostra Iae reconstituídas 5 minutos após adespressurização de SMP de acordo com o método do Exemplo 1.

As alturas de escuma da bebida inicial foram medidas e osresultados são apresentados na Tabela 2 abaixo e na Figura 3. Como pode serobservado a partir da Figura 3, as alturas de escuma iniciais, representadasgraficamente como uma função da pressão usada para preparar ascomposições de efusão de gás, aumentaram inicialmente de um mododesproporcional com o aumento da pressão entre 0- 500 psi (0 - 3450 kPa) eentão aumentaram, de um modo linear, entre 500- 1250 psi (3450 kPa - 8625kPa). Este comportamento indicou que 5 minutos de pressurização foraminsuficientes para que fosse alcançado o equilíbrio na fixa de pressão maisbaixa. Vários experimentos adicionais foram conduzidos de um modo a testaresta hipótese. A pressurização de uma outra amostra de SMP do Lote 3 a 500psi (3450 kPa) durante 30 minutos não resultou em um aumento na altura daescuma inicial, sugerindo que um equilíbrio comparável foi alcançado em 5minutos. No entanto, a pressurização de uma amostra de SMP do Lote 3 a 250psi (1725 kPa) durante 30 minutos aumentou a altura da escuma inicial dealgum modo, sugerindo que um equilíbrio comparável não foi alcançado em 5minutos. Uma outra amostra do SMP do Lote 3 pressurizada a 250 psi (1725kPa) durante 20 horas (um período de tempo esperado como capaz de superarum equilíbrio comparável) aumentou grandemente a altura da escuma inicial eo novo ponto caiu diretamente em uma linha de tendência reta, formadaatravés da extrapolação da porção linear de 500 - 1250 psi (3450 - 8625 kPa)do gráfico para pressões mais baixas e mais altas. Este resultado indicou que operíodo de tempo de pressurização de 5 minutos poderia ser similarmenteencurtado, de um modo significativo e progressivo, em pressões superiores acerca de 500 psi (3450 kPa).

Quando o material de partida de SMP do Lote 3 não tratadoforneceu apenas 4 ml de gás por grama na bebida de capucino, ascomposições de SMP de efusão de gás, na faixa testada, forneceram cerca de16 ml de gás por grama. Foi também evidenciado que a vasta maioria do gásretido nas amostras de SMP, que alcançaram o equilíbrio aparente empressões de carga de gás relativamente altas foi perdida no período de tempoentre a despressurização e a reconstituição da mistura de capucino. Emborasem desejarmos estar limitados pela teoria, na faixa testada, acredita-se que aspressões de gás médias no interior dos vazios internos abertos das amostras deSMP estavam igualmente em uma faixa de apenas cerca de 1 a 6 atmosferas(atm) no momento da reconstituição, a despeito do tratamento com pressõesde gás de até cerca de 85 atm (1250 psi) (8625 kPa).Portanto, embora pressões de gás relativamente altas sejamrequeridas, de um modo a carregar muito rapidamente o SMP com gáscomprimido, a retenção de apenas um pequeno resíduo daquele gás podeaumentar grandemente o teor de gás e a capacidade de formação de espumade produtos, que incorporam as composições de efiisão de gás da presenteinvenção. Além disso, como o pequeno resíduo de gás é efundido em umataxa relativamente lenta, as composições de efiisão de gás podem sermanipuladas sem tanta urgência. Isto provê uma oportunidade para carregarrapidamente um pó, usando uma pressão de gás relativamente alta, de ummodo a que seja obtida uma composição de efusão de gás, incorporar acomposição de efusão de gás em um produto alimentício, e então embalar oproduto alimentício sob uma pressão mais baixa, de um modo reter umresíduo de gás na composição de efusão de gás, efetivo para aumentargrandemente a capacidade de formação de espuma do produto alimentícioreconstituído. De um modo alternativo, um produto alimentício, formuladocom uma composição de efusão de gás, pode ser carregado com gáspressurizado, de um modo a aumentar a capacidade de formação de espumaatravés da combinação de todos os ingredientes, embalar sob pressãorelativamente baixa ou moderada, e proporcionar um período de temposuficiente para que o gás seja introduzido nos vazios internos abertos dacomposição, antes da abertura da embalagem e da reconstituição do produtoalimentício.

Deve ser observado que, a não ser que mencionado de umoutro modo nos exemplos aqui providos, o vaso de pressão foi fechadoimediatamente após a pressurização. Deste modo, as pressões apresentadasnas Figuras 1, 2 e 3 são pressões iniciais. Como algumas composições, taisque os ingredientes de SMP dos Exemplos 1 e 2, possuem volumes de vaziointernos abertos grandes, a pressão inicial no vaso pode cair, de um modosignificativo, à medida em que o gás pressurizado flui a partir do vaso depressão ao interior dos vazios da partícula. Embora sem desejarmos estarlimitados pela teoria, isto é tido como sendo capaz de explicar porque a linhade tendência tracejada, extrapolada para a pressão zero (pressão de calibre;igual a uma pressão absoluta de 1 atm e pressão ambiente) na Figura 3 não éentrecruzada com a altura de escuma de 10 mm da mistura de capucinocomparativa, que substituiu o SMP pressurizado com o mesmo peso do SMPnão pressurizado.

Foi considerada a hipótese de que a adição suplementar de gáspressurizado ao vaso durante um período de retenção, efetivo para manter apressão constante, poderia ainda aumentar as alturas de escuma da bebida eproduzir uma linha de tendência de dados extrapolada mais aguda. De ummodo a testar esta hipótese, uma amostra de 6,0 g adicional do SMP do Lote 3foi colocada em um vaso de 75 ml, que foi então pressurizado para 1000 psi(6900 kPa) com gás de nitrogênio a 25°C, mantido sob uma pressão de 1000psi (6900 kPa) constante, durante 5 minutos, através da manutenção do vasoaberto à fonte de gás de nitrogênio, e despressurizado através de ventilação.De um modo a que seja obtida uma composição de efusão de gás, umaamostra de 5,5 g deste SMP de efusão de gás foi incorporada em uma misturade capucino de acordo com a fórmula do Exemplo Ia (Amostra 3 h). Quandoa mistura foi reconstituída 5 minutos após a despressurização, uma altura deescuma de bebida inicial de 42 mm foi obtida. Esta era significativamentemaior (em cerca de 17%) do que a altura de escuma da bebida inicial de 36mm, obtida quando o vaso foi vedado durante o período de retenção, destemodo demonstrando que o método era eficaz para aumentar, ainda mais, acapacidade de formação de espuma das composições de efusão de gás destainvenção.

Os teores de gás das composições de SMP de efusão de gás,que fornecem alturas de escuma iniciais de 42 mm e de 36 mm, no momentoda reconstituição com água quente, foram de cerca de 17 ml/ g e de cerca de15 ml/g, respectivamente. Os volumes de espuma fornecidos das composiçõesde SMP de efusão de gás, no momento de reconstituição com água quente,foram de cerca de 25 ml/ g e de cerca de 22 ml/g, respectivamente, enquantoque aquele do SMP não tratado foi apenas de cerca de 6 ml/g. Deste modo,pode ser observado que o método da presente invenção forneceu cerca dequatro vezes o teor de gás e forneceu o volume de espuma nesta aplicação, eque estes valores podem ser adicionalmente aumentados, se desejado.

Embora sem desejarmos estar limitados pela teoria, é esperadoque o uso de pressões de gás acima de 1250 psi (8625 kPa) para pressurizar opó de SMP deveria prover alturas de escuma da bebida inicial e teores de gásda composição ainda mais altos . Por exemplo, extrapolando a linha detendência da Figura 3 para o SMP do Lote 3 (inclinação igual a 0, 16;interceptação do eixo y igual a 20) para 1500 psi (10350 kPa), 2000 psi(13800 kPa), 3000 psi (20700 kPa), 4000 psi (27600 kPa), ou 5000 psi (34500kPa), a pressão de gás inicial iria prever alturas de escuma iniciais de cerca de44 mm, 52 mm, 68 mm, 84 mm, e 100 mm, respectivamente , e teores de gásde cerca de 18 ml/ g, 21 ml/g , 28 ml/ g, 35 ml/ g, e 41 ml/g, respectivamente.A pressurização das amostras de pó de SMP do Lote 3 para 1500 psi (10350kPa), 2000 psi (13800 kPa), 3000 psi (20700 kPa), 4000 psi (27600 kPa), ou5000 psi (34500 kPa), enquanto o vaso era mantido aberto para a fonte de gásde nitrogênio, ser esperada prover valores mais altos, tais que as alturas deescuma iniciais potenciais de cera de 51 mm, 61 mm, 79 mm, 98 mm, ou 117mm, respectivamente e teores de gás potenciais de cerca de 21 ml/ g, 25 ml/ g,33 ml/ g, 40 ml/ g, ou 48ml/ g, respectivamente.

A utilização de pressões de gás muito maiores do que cerca de1500 psi (10350 kPa) iria requerer o uso de um vaso de pressão de paredemais espessa, tendo uma graduação de pressão mais alta do que o vaso de 75ml, utilizado nos experimentos aqui expostos. No entanto, tais vasos depressão estão prontamente disponíveis e não precisam ser construídos de ummodo especial para resistir aos estresses de aquecimento e de resfriamentosob as pressões de gás elevadas aplicadas. Além disso, a utilização dacomposição de efusão de gás, que proporciona alturas de escuma inicial muitomaiores do que cerca de 40 mm, iria requerer o uso de um béquer maior doque 250 ml, ou de uma quantidade reduzida de água e/ ou de peso dacomposição, de um modo a permitir que o béquer seja extravasado e permitira medição da altura da escuma, de um modo a determinar o teor de gás dacomposição e o volume de espuma fornecido.

Tabela 2: Volume de Escuma Inicial da Bebida contra as Condições dePressurização de SMP

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EXEMPLO 4

O exemplo que se segue demonstra a utilidade da composiçãode efusão de gás d presente invenção pra aumentar o volume de coberturaobtido a partir de uma mistura de cobertura de sobremesa instantânea fria.

Uma amostra de 8, 5 g adicional do SMP do Lote 3 do Exemplo 2 foicolocada em um vaso de 75 ml, que foi então pressurizado a 1000 psi (6900kPa) com gás de nitrogênio a 25°C, vedada, retida durante 5 minutos, edespressurizada através de ventilação, de um modo a que seja obtida umacomposição de efusão de gás.

Uma mistura de cobertura para sobremesa instantânea(Amostra 4a) foi preparada através da adição de 8,0 g de uma composição deefusão de gás a 5,0 g de açúcar em um béquer de 150 ml, tendo um diâmetrointerno de 53 mm. Uma mistura de cobertura de sobremesa comparativa(Amostra 4b) foi preparada de acordo com a mesma fórmula, exceto pelo fatode que a composição de efusão de gás foi substituída pelo mesmo peso deSMP não tratado. A mistura de sobremesa instantânea contendo a composiçãode efusão de gás (Amostra 4a) forneceu um volume e viscosidadegrandemente aumentados em relação à mistura de sobremesa comparativa(Amostra 4 b) com o SMP não tratado, quando cada qual foi reconstituídocom 8 ml de água fria (5°C) e agitada, de um modo a que seja dissolvida. Aaltura de topo no béquer com a composição de efusão de gás foi de cerca de60 mm e cerca de 140% de espalhamento, enquanto que a altura da coberturano béquer da mistura de sobremesa comparativa foi de cerca de 40 mm, emcerca de 60% de espalhamento. De um modo adicional, a cobertura dasobremesa com espalhamento de 140% forneceu uma textura par ser servidacom colher, similar a um creme batido, indulgente, com uma sensação naboca que foi superior ao produto com 60% de espalhamento, que apresentouuma textura algo escorregadia, não adequada, de um modo ideal, para o usocomo uma cobertura de sobremesa. Uma outra cobertura de sobremesacomparativa (Amostra 4c) foi preparada como acima descrito, exceto que acomposição de efusão de gás foi substituída pelo mesmo peso de SMP secadopor pulverização, de alta densidade, não tratado. Quando a mistura foireconstituída com 8 ml de água fria (5°C) e agitada até dissolução, elaproduziu uma altura de cobertura de apenas 25 mm em essencialmente 0% deexcesso, com uma textura algo aguada, não adequada para uma cobertura desobremesa. Deste modo, apenas o uso da composição de SMP de efusão degás foi efetivo em prover uma cobertura de sobremesa instantânea, tendovolume, espalhamento, textura e viscosidade. O uso de composições de SMPde efusão de gás tendo teores de gás ainda mais altos seria esperado provercoberturas de sobremesa instantâneas, tendo volumes e espalhamentos aindamais altos.EXEMPLO 5

Os exemplos que se seguem demonstram o efeito de carga deuma composição de efusão de gás desta invenção durante um período detempo relativamente longo, em uma pressão relativamente baixa, e acapacidade de aumentar o volume de escuma, obtido a partir de uma misturade capucino instantânea contendo gordura ou isenta de gordura. Uma amostrade 6, 0 g adicional do SMP do Lote 3 do Exemplo 2 foi colocada em um vasode 75 ml, que foi então pressurizado a 300 psi (2070 kPa) com gás denitrogênio a 25°C, imediatamente ventilada a 150 psi (1035 kPa), vedada,mantida durante 16 dias, e então despressurizada através de ventilação, de ummodo a que fosse obtida uma composição de efusão de gás. Durante o períodode manutenção, a pressão no vaso caiu, de 150 psi (1035 kPa), para cerca de90 psi (621 kPa). Embora sem desejarmos estar limitados pela teoria,acredita-se que isto seja devido primariamente a uma transferênciarelativamente lenta de uma porção significativa do gás ao interior dos vaziosda partícula interna, através de passagens restritivas presentes no material deSMP. Uma amostra de 5,5g deste SMP de efusão de gás foi misturada com2,0 g de pó de café solúvel e 4,0 g de açúcar em um béquer de 250 ml(Amostra 5a). A reconstituição com 150 ml de água em uma temperatura de88°C forneceu uma bebida de capucino isenta de gordura instantânea, comuma escuma com pequeno borbulhamento, com uma altura de escuma inicialde 30 ml. Isto indica que os pontos dos dados de equilíbrio aparente obtidos oExemplo 2 (mostrados na Figura 3) não foram indicativos do equilíbrio finalefetivo, e de que períodos de retenção ainda mais longos podem aumentar,ainda mais, a quantidade de gás pressurizado, que é transferida ao interior devazios da partícula interna aberta. O enchimento com gás e a perda de gásdeveriam ser, ambos, fenômenos de taxa Iog e o equilíbrio aparente seráevidente antes do equilíbrio final.

Deste modo, este método de carga de ingredientes empartículas, em pressões de gás relativamente baixas, durante períodos detempo relativamente logos, poderiam ser usados, de um modo vantajoso, deum modo a produzir um aperfeiçoamento similar na altura de escuma, atravésda embalagem da mistura de capucino em um pequeno recipiente vedado, talque uma garrafa plástica ou uma lata metálica, vedando o recipiente sob umapressão de gás de cerca de 10 atmosferas (cerca de 150 psi) (1035 kPa), emantendo durante um período de tempo similar (isto é, de cerca de 16 dias),ou talvez ainda mais curto, antes da despressurização e da reconstituição. OSMP poderia, de um modo opcional, ser presssurizado à mesma ou umapressão mais alta, antes da mistura com os outros ingredientes na mistura decapucino e/ ou embalagem sob pressão. Os produtos poderiam ser embaladosou em porções unitárias ou em porções múltiplas. Uma vez abertas, asembalagens para o serviço múltiplo iriam manter, de um modo similar, umexcelente desempenho de formação de espuma durante vários dias, epoderiam então prover um desempenho satisfatório durante uma ou duassemanas. A embalagem sob pressão poderia ser executada através daaplicação de pressão de gás ou através da dosagem de uma pequenaquantidade de gás liqüefeito, tal que o oxigênio líquido, por exemplo, ou degás solidificado, tal que gelo seco, por exemplo, ao interior da embalagemantes que ela seja vedada.

Uma mistura comparativa (Amostra 5b) foi preparada, em queo SMP de efiisão de gás foi substituído pelo mesmo peso de material departida de SMP não tratado, na mesma mistura de capucino isenta de gordura.A reconstituição, tal como acima descrito, forneceu uma bebida tendo umaaltura de escuma inicial de apenas 10 mm. Deste modo, o teor de gás e ovolume de espuma fornecido do material de SMP de partida não tratado foramapenas de cerca de 4 ml/ g e apenas de cerca de 6 ml/g, respectivamente.Deste modo, foi observado que a contatação do material de partida de SMPcom o gás pressurizado, sob as condições expostas para prover umacomposição de fusão de gás, foi efetivo para prover cerca de três vezes o teorde gás (cerca de 12 ml/g) e o volume de espuma fornecido (18 ml/ g), emrelação ao material de partida de SMP não tratado, no momento dareconstituição com água quente, a despeito do uso de uma pressão de gásrelativamente baixa durante a carga de gás de SMP, de um modo a criar umacomposição de efusão de gás.

As garrafas para o serviço alimentar, conhecidas na técnica,podem ser usadas como sistemas de pressurização para produzir e paraarmazenar grandes quantidades de pós de efusão de gás da presente invenção.Os barris Cornelius (com um volume de 2,5 ou de 5 galões), amplamenteusados pelos fabricantes de soda para a distribuição de xarope e para ofornecimento antes da introdução de sistemas de saco- em - caixa, sãodivulgados como classificados para resistir a uma pressão de 100 psi (690kPa). Um barril similar, com um classificação de pressão um pouco mais altaseria mais efetivo para a carga de ingredientes de materiais em partículas, deum modo a produzir as composições de efusão de gás desta invenção. Osingredientes em partículas seriam pressurizados com um gás em uma plantade manufatura e então distribuídos aos usuários em garrafas pra o serviçoalimentar, ou garrafas contendo ingredientes em partículas não pressurizadaspoderiam ser distribuídas aos usuários, e então pressurizadas no local,conforme requerido.

Uma aplicação, na qual as composições de efusão de gás dapresente invenção podem ser particularmente vantajosas é a de prover umformador de espuma de leite desnatado, efetivo para o uso em cafeterias e emrestaurantes, de um modo a substituir o leite condensado. Uma batelada de pópoderia ser rapidamente pressurizada no local de manhã e então usada aolongo do dia. O pó não utilizado poderia ser novamente pressurizado (e destemodo recarregado com gás) um ou mais dias depois, de um modo a restaurarcapacidade de formação de espuma. Um aparelho portátil barato, incluindo,por exemplo, uma bomba manual, um compressor ou cilindro de gás parapressurizar o pó no interior de um vaso adequado iria permitir oprocessamento no local. De um modo adicional, alguns fabricantes de caféfermentado mediante demanda podem fornecer pressão suficiente para encherestes materiais com quantidades úteis de gás, mas iriam requerer com quefossem adaptados, de um modo a prover um suprimento de pó pressurizado.

A presente invenção poderia também ser capaz de desenvolveruma categoria inteiramente nova de produtos para o consumidor embalados,que consistem de pós embalados ou enlatados sob pressão moderada. Porexemplo, uma embalagem de serviço unitária de mistura de capucinoinstantâneo ou uma mistura de cacau quente , que compreende um ingredientede efusão de gás, poderia ser embalada em um plástico pequeno ou em umagarrafa metálica e vedada sob um espaço de topo de gás pressurizado. O gáspressurizado iria penetrar no interior de vazios internos abertos durante adistribuição e o armazenamento e a reconstituição subsequente iria proveruma bebida com um grande volume de escuma. Garrafas de soda plásticas dedois litros, de um modo conhecido, podem resistir a pressões de até cerca de10 atmosferas ou superiores e as garrafas menores seriam capazes de resistir apressões ainda mais altas. As garrafas de alumínio tendo tampas de fechorosqueado plásticas estão também se tornando cada vez mais prevalentes epoderiam ser produzidas de um modo a resistir a pressões elevadas.

Os produtos de acondicionamento, tais que as misturas decapucino instantâneas, que são formuladas usando as composições de efusãode gás desta invenção, estão disponíveis em recipientes dentro dos limites depressão existentes, poderiam ser usadas para um teor de gás de pó formadorde espuma pelo menos duplo, preferivelmente pelo menos triplo, maispreferivelmente pelo menos quádruplo, e potencialmente até mesmoquíntuplo, e fornecer um volume de espuma em relação aos produtos dereferência formulados com pós formadores de espuma atmosféricosconvencionais não tratados, suficientes para satisfazer aos objetivos dequalidade de escuma aumentada prevalentes, preferidos pelos consumidores.Além disso, as misturas de composições de efusão de gás pressurizadas paradiferentes períodos de tempo e/ ou para diferentes pressões e /ou que utilizamgases diferentes, poderiam ser manufaturadas de um modo melhor controlar ataxa geral de perda de gás, o teor de gás retido no momento de uso, e a vidaem prateleira útil. Por exemplo, tais ações poderiam ser empreendidas paraprover composições formadoras de espuma de efusão de gás, ou produtosformulados utilizando as mesmas, tendo teores de gás mais altosimediatamente após a despressurização, taxas mais lentas de perda de gásdurante o armazenamento e antes do uso, e /ou vidas úteis em prateleira maislongas.

EXEMPLO 6

Uma amostra de 6,0 g adicional do SMP do Lote 3 doExemplo 2 foi colocada em um vaso de 75 ml, que foi então pressurizado a150 psi (1035 kPa) com gás de nitrogênio a 25°C, mantido sob pressãoconstante a 150 psi (1035 kPa) durante 7 dias através da manutenção do vasoaberto à fonte de gás de nitrogênio, e despressurizado através de ventilação,de um modo a que fosse obtida um composição de efusão de gás. Umaamostra de 5,5 g desta composição de efusão de gás foi adicionada a umamistura de capucino (Amostra 6a) , que consiste de 2,0 g de pó de cafésolúvel, 4,0 g de açúcar, e 2, 5 g de um pó branqueador de café de altadensidade, não formador de espuma (50% de gordura) em um béquer de 250ml, tendo um diâmetro interno de 65 mm. Uma mistura de capucinocomparativa (Amostra 6b) foi preparada, a qual foi substituída pelo SMP deefusão de gás, com o mesmo peso do material de partida de SMP do Lote 3não tratado. As misturas foram separadamente reconstituídas com 150 ml deágua a 88°C, em um béquer de 250 ml, 3 minutos após a despressurização deSMP. A mistura de capucino com a composição de efusão de gás (tendo cercade 12 ml/g de teor de gás) produziu uma altura de escuma inicial de 28 mm.Esta foi grandemente aumentada em relação à mistura de capucinocomparativa com o SMP não tratado (tendo apenas cerca de 4 ml/g de teor degás), que produziu uma altura de escuma inicial de apenas 10 mm. Destemodo, a contatação do material de partida de SMP com o gás pressurizadosob estas condições foi efetiva para prover cerca de três vezes o teor de gás eo volume de espuma fornecido nesta aplicação.

Deste modo, este exemplo demonstra a capacidade, usandoingredientes disponíveis e equipamento de pressurização de gás, paraconjugar ou exceder as alturas de escuma de bebida de capucino instantâneo,tais que as misturas de capucino comercializadas de um modo típico, quefornecem cerca de 25 mm de altura de escuma da bebida, e que foi alcançadaatravés do uso de uma combinação de pó formador de espuma de gáspressurizado não - proteína (tal que a composição descrita no Exemplo 2 daPublicação do pedido de Patente U.S. N0 2006/ 0040034 contendo gáspressurizado retido) e um pó formador de creme e formador de espumacontendo proteína secada por pulverização, injetada a gás. A mistura decapucino contendo o SMP de efusão de gás possui uma formulação e umvolume de pó ligeiramente mais baixos do que a mistura contendo o sistemade formador de espuma combinado (formulado pela substituição de 5,5 g dacomposição de efusão de gás por 3,0 g do pó formador de espuma,pressurizado a gás, não- proteína e 3,0 g do pó formador de creme e formadorde espuma) e seria capaz de prover volumes de escuma até mesmo um poucomaiores, se graduada de um modo a ser conjugada com a formulação de pó ouo volume da mistura contendo o sistema de formador de espuma combinado.

Os pós formadores de espuma de gás pressurizado não-proteína referidos são os pós de carboidrato secados por pulverização,injetados a gás, subseqüentemente tratados de um modo a reter o gáspressurizado dentro de vazios internos vedados, presentes nos mesmos,através da vedação dos pós em um vaso de pressão, efetuando a pressurizaçãoem uma alta pressão, tal que de até cerca de 1000 psi, (6900 kPa), com onitrogênio ou um outro gás adequado, aquecendo a acima da temperatura detransição vítrea do pó, mantendo durante um período de tempo prolongado, deum modo a permitir que os vazios sejam enchidos com gás pressurizado, eentão resfriando a abaixo da temperatura de transição vítrea do pó, antes dadespressurização do vaso, de um modo a reter o gás pressurizado no interiorde vazios da partícula interna vedada. Tais pós formadores de espuma,pressurizados a gás, não - proteína, possuem de um modo típico, os teores degás de cerca de 20 ml/g, mas podem ser ainda mais altos ou mais baixos, eestão, de um modo típico, em uma faixa de entre cerca de 15- 25 ml/ g.

EXEMPLO 7

O exemplo que se segue demonstra a capacidade decomposições de efusão de gás da presente invenção para aumentar o volumede escuma obtido a partir de uma mistura de cacau quente instantânea. Umaamostra de 6,0 g de SMP do Lote 3 do Exemplo 2 foi colocada em um vasode 75 ml, que foi então pressurizado a 1000 psi (6900 kPa) com gás denitrogênio a 25°C, vedada, mantida durante 20 minutos, e entãodespressurizada através de ventilação, de um modo a que seja obtida umacomposição de efusão de gás. Todos os 6,0 g desta composição de efusão degás foram combinados com 29 g da mistura de Baker1S ™ Hot Cocoa, em umbéquer de 250 ml (Amostra 7a). A mistura foi reconstituída com 150 ml deágua em uma temperatura de 88°C, quatro minutos após a despressurização deSMP, e foi provida uma bebida de cacau quente com 30 mm de altura deescuma inicial. A escuma possuía uma consistência cremosa e uma aparênciapredominantemente dimensionada como bolhas finas. Uma misturacomparativa (Amostra 7b) foi preparada, na qual o SMP de efusão de gás foisubstituído pelo mesmo peso de material de partida de SMP não tratado. Areconstituição como acima resultou em uma bebida com uma altura deescuma inicial de apenas 10 mm e uma aparência de escuma mais grosseira,menos desejável. Um outra mistura comparativa (Amostra 7c) foi preparadasem a adição ou de SMP de efusão de gás ou de SMP não- tratado. Areconstituição desta mistura forneceu uma bebida com uma altura de escumainicial de apenas 7 mm, e uma aparência de escuma mais grosseira, menosdesejável. Deste modo, o contato do material de partida de SMP com o gáspressurizado sob as condições expostas foi efetivo para prover cerca de trêsvezes o teor de gás e forneceu o volume de espuma nesta aplicação. Alémdisso, as bebidas formuladas com o SMP de efusão de gás e o SMP não-tratado apresentaram um sabor e uma sensação na boca aperfeiçoados, emcomparação com a bebida formulada sem estes ingredientes.

EXEMPLO 8

O exemplo que se segue demonstra a capacidade decomposições de efusão de gás da presente invenção para produzir umacobertura de escuma em uma bebida de café fermentada. Uma amostra de 9,0g de SMP do Lote 3 do Exemplo2 foi colocada em um vaso de 75 ml, que foientão pressurizada a 500 psi (3450 kPa) com nitrogênio a 25°C, mantido sobuma pressão de 500 psi (3450 kPa), durante 10 minutos, através damanutenção do vaso aberto para fonte de gás de nitrogênio, e despressurizadoatravés de ventilação, de um modo a que seja obtida uma composição deefusão de gás. Uma amostra de 8,0 g desta composição de efusão de gás foimisturada com 4,0 de um pó branqueador de café de alta densidade nãoformador de espuma (50% de gordura) em um béquer de 400 ml com umdiâmetro interno de 72 mm (Amostra 8a). A reconstituição com 150 ml decafé Colombiano recém fermentado, em uma temperatura de 65°C, trêsminutos após a despressurização de SMP, forneceu uma bebida de capucinoembranquecida com uma altura de escuma inicial de 24 mm. A escumapossuía uma consistência cremosa e predominantemente uma aparênciadimensionada como bolhas finas, levemente colorida. Uma amostracomparativa (Amostra 8b), na qual o SMP de efiisão de gás foi substituídopelo mesmo peso de material de partida de SMP não- tratado, combinado como mesmo peso de pó branqueador de café e similarmente reconstituído usandoo mesmo volume de café fermentado, produziu uma bebida tendo uma alturade escuma inicial de apenas 8 mm, com uma aparência de escumadimensionada como bolhas finas, levemente colorida. As bebidas formuladasou com a composição de SMP de efiisão de gás ou com o material de partidade SMP não tratado exibiram um sabor e uma sensação na bocaaperfeiçoados, quando comparados ao café fermentado isoladamente eforneceram, de um modo vantajoso, o equivalente a um terço de leitedesnatado, junto com uma boa fonte de proteína e cálcio.

Deste modo, a carga de SMP com gás de nitrogêniopressurizado sob as condições indicadas forneceu três vezes o teor de gásefetivo e a capacidade de formação de espuma, no momento dereconstituição, nesta aplicação de produto. Volumes de escuma maiorespoderiam ser obtidos, se desejado, através do aumento da pressão de gásusada para carregar a composição de SMP de efiisão de gás com nitrogêniocomprimido ou com um outro gás. De um modo alternativo, uma pequenaquantidade de água, café, leite, ou um outro líquido, pode ser usada prareconstituir a composição de SMP de efusão de gás, ou uma mistura com póbranqueador de café, de um modo a criar uma cobertura de escuma separada,que pode ser despejada no ou aplicada com uma colher sobre a bebida de caféfermentada.

EXEMPLO 9

Vários pós amorfos alternativos, que compreendem partículascontendo vazios internos foram avaliados, de um modo similar, quanto à suacapacidade para prover composições de efusão de gás efetivas, através dacolocação, em separado, de 6,0 g de amostras dos pós em um vaso de 75 ml,que foi então pressurizado a 1000 psi (6900 kPa) com gás de nitrogênio a25°C, vedado, mantido durante 5 minutos, e despressurizado através deventilação. Estes incluíram um SMP secado por pulverização, de altadensidade (0,40 g/ ml de densidade de massa), comercialmente obtido a partirde um fornecedor diferente (Amostra 9a), um pó de maltodextrina secado porcongelamento, de baixa densidade (0,24 g/ ml de densidade de compactação),tendo uma área superficial muito elevada (08 m2/g) e uma estruturamicroporosa (Amostra 9b), e um pó de chá instantâneo secado porpulverização, de baixa densidade (0,09 g/ ml) (Amostra 9c). Outros pósamorfos alternativos contendo vazios internos, que foram avaliados de ummodo similar incluíram os pós não - proteína, secados por pulverização,injetados a gás, dos Exemplo 1, 2, 3 e 11 da Publicação do Pedido de PatenteU. S. N0 2006/ 0040034 (Amostra 9d), os pós não- carboidrato secados porpulverização dos Exemplos 1 e 2 da Publicação do Pedido de Patente U.S. N02006/ 0040033 (Amostra 9e), e os pós de café dos Exemplos 1, 4, 6, 7, e 8 daPublicação do Pedido de Patente N0 2006/ 004003 8 (Amostra 9f).

Nenhum destes ingredientes em partículas alternativos foramverificados como sendo capazes de suportar a manufatura de composições deefusão de gás, quando contatados com gás de nitrogênio pressurizado deacordo com o método exposto. Eles foram avaliados através da mistura de 5,5g de amostras dos ingredientes em partículas pressurizados com 4,0 g deaçúcar e 2,5 g de 50% de gordura, pó branqueador de café de alta densidade ,não formador de espuma, reconstituindo as misturas, logo após adespressurização, com 150 ml de água a 88°C em um béquer de 250 ml tendoum diâmetro interno de 65 mm, e comparando as alturas de escuma iniciaiscom aquelas das misturas de referência correspondentes, que substituírampesos iguais de ingredientes em partículas não tratados pelos ingredientes empartículas pressurizados. Em todos os casos, não foram medidos aumentos dealturas de escuma inicial que excedessem a cerca de duas vezes as alturas deescuma iniciais providas pelas misturas de referência correspondentes, enenhuma evidência de efusão de gás foi observada. Estes ingredientes empartículas pressurizados não forneceram uma vantagem mensurável, alémdaquela provida pela abertura de vazios de partícula interna.

No entanto, um pó amorfo, secado por pulverização, injetado agás, de baixa densidade (O, 34 g/ ml de densidade de massa) (Friesland Foods;The Netherlands) consistindo de sólidos de leite desnatado (47%), sólidos dexarope de glicose e lactose (52%), e tampão de fosfato dissódico (1%),demonstraram potencial para prover uma composição de efusão de gásefetiva, mediante o fato de serem reformulados, de um modo adequado, paraum teor de SMP significativamente aumentado. Sem desejarmos estarlimitados pela teoria, acredita-se que este ingrediente em partículas contendoSMP amorfo, tendo 0,34 g/ ml de densidade de massa, 1,49 g/ ml dedensidade de material, 0,71 g/ ml de densidade aparente, e 0,73 ml de AIYV(52% de AIW) deveriam ser reformulados de um modo a compreender pelomenos 60%, preferivelmente pelo menos cerca de 80%, e de um modo maispreferido pelo menos cerca de 90%, em peso, de SMP e/ ou de NFDM, de ummodo a potencialmente prover uma composição de efusão de gás efetiva, queutiliza o método da presente invenção.

O pó contendo SMP foi testado durante o desenvolvimento dapresente invenção, submetendo-se uma amostra de 6,0 g a um processo decarga de gás pressurizado e a um método de medição de espuma, descrito noExemplol neste. Nesta aplicação de produto, o teor de gás do pó não- tratadofoi observado ser aumentado para de cerca de 4ml/g a menos do que 8 ml/gapós o tratamento, no momento da reconstituição. Uma outra amostra de 6,0 gfoi pressurizada de um modo similar e avaliada após a retenção do pó tratadodurante 4 dias. O teor de gás do pó tratado armazenado pareceu diminuirapenas ligeiramente, a um valor inferior a 7 ml/g . Comparado aos pós deSMP ou de NFDM preferidos da presente invenção, este ingrediente empartículas contendo SMP pressurizado forneceu um teor de gás e um volumede espuma significativamente mais baixos e não proporcionou uma vantagemmensurável, além daquela provida pela abertura de vazios de partícula internavagos.

EXEMPLO 10

O exemplo que se segue demonstra a capacidade paraaumentar o aspecto leitoso percebido e a estabilidade de escuma de umabebida de capucino instantânea, formulada com uma composição de efusão degás da presente invenção, em relação ao uso de uma composição formadorade espuma não- proteína contendo o gás pressurizado retido. Uma amostra de6,0 g de SMP do Lote 3 do Exemplo 2 foi colocada em um vaso de 75 ml, quefoi então pressurizado a 1000 psi (6900 kPa) com gás de nitrogênio a 25°C,mantido sob pressão constante a 1000 psi (6900 kPa) durante 2,5 minutos, edespressurizado através de ventilação, de um modo a que fosse obtida umcomposição de efusão de gás. Uma mistura de capucino (Amostra 10a) foipreparada através da adição de 5,0 g desta composição de efusão de gás a 2,0g de pó de café solúvel, 4,0 g de açúcar e 4,0 g de um pó branqueador de caféde alta densidade não formador de espuma (50% de gordura). Uma mistura decapucino comparativa (Amostra 10b) foi preparada de acordo com mesmafórmula, exceto que a composição de efusão de gás foi substituída por umpeso igual de uma composição formadora de espuma não- proteína, quecompreende um pó secado por pulverização, injetado a nitrogênio, secado porpulverização, contendo 92% de maltodextrina e 8% de octenil succinato desódio, substituído por amido modificado (base a seco) e subseqüentementecarregada com o gás pressurizado retido usando o método descrito, de ummodo geral, no Exemplo 2 da Publicação de Pedido de Patente U.S. N02006/0040034 Al (isto é, pressurizando uma amostra de pó de 6,0 g a 1000psi (6900 kPa) com gás de nitrogênio, em temperatura ambiente, em um vasode pressão, aquecendo o pó a acima de sua temperatura de transição vítreaatravés do aquecimento do vaso em uma temperatura de 120°C durante maisdo que 60 minutos, resfriando o vaso à temperatura ambiente, e pressurizandoo vaso através de abertura para liberar o gás pressurizado). Cada mistura foicolocada em um béquer de 250 ml, tendo um diâmetro interno de 65mm, ereconstituída com 150 ml de água, em uma temperatura de 88°C, cincominutos após a despressurização. A amostra 10a, a mistura de capucinocontendo a composição de efusão de gás, produziu uma altura de escumada bebida inicial de 32 mm, quando reconstituída. A amostra 10b, amistura comparativa, também produziu uma altura de escuma da bebidainicial de 32 mm, quando reconstituída. As alturas de escuma iniciais deambas a bebida comparativa e a bebida contendo a composição de efusãode gás da presente invenção foram medidas em duplicata, e as alturas daescuma foram também medidas ao longo do tempo, durante até dezminutos, após a reconstituição, de um modo a comparar a estabilidade daespuma. Conforme ilustrado pelos resultados apresentados na Tabela 3abaixo, a escuma produzida pela composição de efusão de gás dapresente invenção foi beneficamente mais estável do que a escumaproduzida pela composição formadora de não- proteína comparativa eforneceu uma meia vida significativamente mais longa (isto é, o períodode tempo em que a escuma decaiu à metade (16 mm neste exemplo) desua altura inicial).

As bebidas de capucino replicadas foram avaliadas por um júrisensório treinado, de um modo a determinar o aspecto leitoso percebido decada bebida. O júri foi primeiramente calibrado pelo fato de que os seusmembros observassem a aparência e o sabor do aroma de uma bebida dereferência, compreendendo 2,0 g de pó de café solúvel e 4,0 g de açúcarreconstituído com 50 ml de leite integral líquido aquecido à vontade e 100 mlde água em uma temperatura de 88°C, em um béquer de 250 ml. O uso deleite integral conferiu um nível de gordura aproximadamente 15% mais alto(2,3 g) à bebida de referência do que o nível de gordura (2,0 g) conferido pelopó branqueador de café, usado para formular tanto a bebida contendo acomposição de efusão de gás da presente invenção, como a bebidacomparativa. A gordura do leite integral continha gordura de manteiga,preferivelmente a que gordura de coco hidrogenada (conforme contida no póbranqueador de café) e conferiu o mesmo nível total aproximado de sólidos deleite sem gordura (5,2 g), tal que foi conferido através da combinação dacomposição de efusão de gás da presente invenção (5,0 g) e obranqueador de café (0,2 g). A bebida comparativa continha um nívelmuito mais baixo de sólidos de leite sem gordura (0,2 g), o que foiconferido apenas pelo caseinato de sódio (proteína) usada para formularo branqueador de café durante manufatura, de um modo estabilizar asgotículas de gordura dispersadas.

A bebida de referência foi usada para treinar o júri sensório decinco membros em como o leite é percebido em um bebida quente contendocafé solúvel e açúcar. Após a calibração, os membros do júri avaliaram ecompararam diretamente a bebida contendo a composição de efusão de gás da presente invenção e a bebida comparativa contendo a composiçãoformadora de espuma não- proteína. As bebidas foram preparadas em frentedo júri, sem o conhecimento de qual bebida continha qual composiçãoformadora de espuma. Cada membro do júri foi requerido a indicar,separadamente, qual das duas bebidas possuía um aparência mais leitosa,textura, aroma, pós - sabor, e sensação na boca, e então cada membro dojúri foi perguntado sobre que bebida seria mais leitosa. Após efetuarestas avaliações sensórias, os membros do júri foram inquiridos a indicarqual bebida eles prefeririam beber como um consumidor potencial, combase apenas na preferência pessoal do que no treinamento sensório ou nacalibração, e a extensão relativa de sua preferência (suave, moderada, ouforte). Conforme ilustrado pelos resultados apresentados na Tabela 4, osmembros do júri, tanto individualmente como coletivamente,classificaram a bebida contendo composição de efusão de gás dapresente invenção como sendo claramente mais leitosa do que a bebidacomparativa contendo o formador de espuma não- proteína. Os membrosdo júri expressaram uma preferência branda pela bebida comparativa,porque eles a perceberam como tendo um impacto de café mais forte doque a bebida que incorpora a composição da presente invenção. Os outrostrês membros do júri expressaram ou uma preferência moderada (doismembros) ou forte (um membro) quanto à bebida contendo a composiçãode efusão de gás da presente invenção, devido a seus atributos maisleitosos. A ponderação destas graduações de preferência usando ummultiplicador matemático (suave = χ 1; moderado = x2; forte = x3)indicaram uma preferência geral clara (3,5 para 1) quanto à bebidacontendo a composição de efusão de gás da presente invenção, em relaçãoà bebida comparativa.

Tabela 3: Avaliação da Escuma da Bebida e Informação Adicional

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Tabela 4: Resultados da Avaliação Sensória do Produto da BebidaReconstituído

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EXEMPLO 11

O exemplo que se segue demonstra a capacidade paracaracterizar as propriedades físicas e estruturais dos ingredientes empartículas e das composições de efusão de gás desta invenção. As amostrasseparadas de SMP do Lote 3 do Exemplo 2 foram submetidas à análiseatravés de microscopia eletrônica de varredura (SEM), intrusão deporosimetria de mercúrio, e adsorção de gás de nitrogênio antes do contatocom o gás pressurizado, de um modo a obter informação relacionada àestrutura de poro do ingrediente em partículas.

As Figuras 4 A-F são uma compilação de micrografias SEM,que apresentam as superfícies externas e internas e a estrutura de poro. Estasimagens confirmam, de um modo claro, que o ingrediente em partículaspossui uma estrutura porosa, que compreende vazios internos, que sãoconectados, de um modo direto ou indireto, à atmosfera circundante atravésde aberturas internas e externas e de passagens restritivas. Pode ser tambémobservado que muitos vazios internos são conectados a outros através demúltiplas aberturas e de passagens restritivas. Mediante uma inspeção maispróxima, pode ser observado que muitas superfícies de parede delgadatranslúcidas existem, as quis separam vazios internos adjacentes. Semdesejarmos estar limitados pela teoria, acredita-se que tais superfícies são, deum modo mais provável, penetradas por uma ou mais passagens restritivasinvisivelmente pequenas, que retardam a transferência do gás pressurizado,através de efusão molecular, entre os vazios internos e para dentro e para foradas partículas.

A Figura 5 é um gráfico de porosimetria de intrusão demercúrio, que representa graficamente um volume de poro incrementai comouma função do logaritmo do diâmetro de poro médio. Os dados analíticos sãoprovidos na Tabela 5 abaixo. Os dados confirmam, de um modo claro, apresença tanto de passagens restritivas, como de vazios internos abertos.Figura 5 indica, de um modo claro, três faixas distintas de diâmetro de poromédio, a faixa de diâmetro maior estando localizada entre cerca de 3- 300 μηι,a faixa de diâmetro menor estando localizada entre cerca de 3- 20 nm, e umafaixa de diâmetro intermediário estando localizada entre cerca de 30- 2000nm. Sem desejarmos estar limitados pela teoria, acredita-se que a faixa dediâmetro maior é compreendida, quase que inteiramente, por vazios internos,mas também inclui algumas aberturas. A faixa de diâmetro menor é, de ummodo efetivo, inteiramente compreendida de passagens restritivas, a faixa dediâmetro intermediário é compreendida principalmente de aberturas e depassagens restritivas e a faixa de diâmetro intermediária é principalmentecompreendida de aberturas e de passagens restritivas, mas também incluipequenos vazios internos. A análise similar de amostras do Lote 1 de SMP doExemplo 1 e do Lote 2 de SMP do Exemplo 2 produz, de um modo geral, amesma tendência que a obtida para o Lote 3 de SMP, ou seja a presença detrês faixas de diâmetro de poro distintas, mas com intervalos de faixa deligeiramente a algo diferentes e associados com volumes de poroincrementais.A Figura 6 é um gráfico de adsorção de nitrogênio, querepresenta graficamente a área superficial de poro incrementai (que pode serrelacionada ao volume de poro usando relações estabelecidas associadas comeste método analítico) como uma função do logaritmo do diâmetro de poromédio. Os dados analíticos são providos na Tabela 6 abaixo. Os dadosconfirmam, de um modo claro, a presença de passagens restritivasextremamente pequenas. A Figura 6 indica, de um modo claro, uma quartafaixa distinta de diâmetro de poro médio, estando localizada entre cerca de 0,5-2, 8 nm (entre cerca de 5- 28 Á), de um modo a suplementar as três faixasidentificadas através do uso de porosimetria de mercúrio. Os Lotes 1 e 2 deSMP não foram analisados usando este método, mas seria esperado quedemonstrassem, de um modo geral, a mesma tendência. A mesma análiseindicou que o SMP possui um área superficial de monocamada de cerca de O,4 m2/g, muito baixa para prover qualquer quantidade significativa de adsorçãode gás física em temperatura ambiente, ou de um modo a aumentarsignificativamente a capacidade do pó para reter o gás pressurizado através deadsorção física.

Tabela 5: Dados Analíticos de Porosimetria de Mercúrio

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Tabela 6: Dados Analíticos de Adsorção de Nitrogênio Faixa de Diâmetro de Poro de SMP (Â) Diâmetro Médio de Poro de SMP (Á) Diâmetro de Poro Médio Log (Log Â) Area Superficial de Poro Incrementai (m2/ g) <table>table see original document page 70</column></row><table><table>table see original document page 71</column></row><table>

Embora a invenção tenha sido descrita com referência amodalidades preferidas, será evidente que a invenção é capaz de numerosasmodificações e variações, evidentes para aqueles versados na técnica, sem quehaja afastamento do espírito e do escopo da invenção.

Claims

1. Composição em partículas de efusão de gás, caracterizadapelo fato de que compreende partículas tendo uma superfície externa, umapluralidade de vazios internos no interior das partículas, uma pluralidade depassagens restritivas no interior das partículas, e um gás comestível contidonos vazios internos, em uma segunda alta pressão;em que as passagens restritivas fornecem uma comunicaçãogasosa entre os vazios internos e superfície externa;em que as passagens restritivas possuem um diâmetrorestritivo;em que o diâmetro restritivo é efetivo para (1) permitir que ogás comestível passe através das passagens restritivas a partir da superfícieexterna ao interior dos vazios internos quando as partículas são contatadascom o gás comestível em uma primeira alta pressão, de um modo a proverpartículas, nas quais os vazios internos contêm o gás comestível na segundaalta pressão e (2) permitir que o gás no interior dos vazios internos na segundaalta pressão escape, de um modo lento e controlável, a partir dos vaziosinternos através das passagens restritivas, quando as partículas são removidasa partir do contato com o gás na primeira alta pressão;em que a segunda alta pressão é igual a, ou menor do que, aprimeira alta pressão, mas é maior do que a pressão ambiente; eem que as partículas tendo os vazios internos contendo o gáscomestível na segunda alta pressão, quando contatadas com um meio de baseaquosa, são rapidamente dissolvidas, deste modo liberando o gás comestível apartir dos vazios internos ao interior de um meio de base aquosa, de um modoa prover uma espuma, escuma ou textura aerada ao meio de base aquosa.

2. Método para a manufatura de uma composição empartículas de efusão de gás, que compreende partículas tendo uma superfícieexterna, uma pluralidade de vazios internos no interior das partículas, umapluralidade de passagens de diâmetro restritivo no interior das partículas, eum gás comestível contido nos vazios internos em uma segunda alta pressão,em comunicação gasosa com os vazios internos e a superfície externa,caracterizado pelo fato de que compreende:contatar um ingrediente em partículas, secado porpulverização, injetado a gás, solúvel, que compreende partículas tendo umasuperfície externa, uma pluralidade de vazios internos no interior daspartículas e uma pluralidade de passagens de diâmetro restritivo no interiordas partículas com o gás comestível, em temperatura ambiente, em umaprimeira alta pressão, de um modo tal que o gás comestível passe através daspassagens de diâmetro restritivo, a partir da superfície externa ao interior dosvazios internos, de um modo a prover partículas, nas quais os vazios internoscontêm o gás comestível na segunda alta pressão;permitir que o gás comestível no interior dos vazios internosna segunda alta pressão escape, de um modo lento e controlável, a partir dosvazios internos através das referidas passagens restritivas, quando aspartículas são removidas a partir do contato com o gás na primeira altapressão;em que a segunda alta pressão é igual ou menor do que aprimeira alta pressão, mas é maior do que a pressão ambiente.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o diâmetro restritivo é inferior a cerca de 1 μηι.

4. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o diâmetro restritivo é de, pelo menos, cerca de 2 vezes otamanho das moléculas de gás.

5. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o período de tempo, no qual o gás dentro dos vazios internosna segunda alta pressão escapa a partir dos vazios internos, através daspassagens restritivas, quando as partículas são removidas a partir do contatocom o gás na primeira alta pressão é de pelo menos cerca de 1 dia.

6. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a quantidade de gás retida no interior dos vazios internos é depelo menos cerca de 8 ml por grama de composição.

7. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a primeira alta pressão está em uma faixa de cerca de 100 psi(690 kPa) a cerca de 5000 psi (34500 kPa).

8. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que as partículas possuem um tamanho de partícula em uma faixade cerca de 0,5 a cerca de 5000 μιη.

9. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que os vazios internos possuem um volume em um faixa de cercade 0,5 a cerca de 5,0 ml/ g.

10. Composição de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que os vazios internos possuem um diâmetro emuma faixa de cerca de 0,01 a cerca de 2000 μιη.

11. Composição de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a segunda alta pressão é maior do que cerca de-2 atmosferas.

12. Composição de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que as partículas são selecionadas a partir do grupo,que compreende um pó de leite desnatado, secado por pulverização, injetado agás, de baixa densidade; um pó de leite sem gordura, secado por pulverização,injetado a gás, de baixa densidade, e combinações dos mesmos.

13. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o diâmetro restritivo é inferior a cerca de 1 μπι.

14. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o diâmetro restritivo é de pelo menos cerca de 2 vezes otamanho das moléculas de gás.

15. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o período de tempo, no qual o gás no interior dos vaziosinternos na segunda alta pressão escapa a partir dos vazios internos através depassagens restritivas quando as partículas são removidas a partir do contatocom o gás na primeira alta pressão é de, pelo menos, cerca de 1 dia.

16. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que a quantidade de gás retida no interior dos vazios internos éde, pelo menos, 8 ml por grama da composição.

17. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que a primeira alta pressão está em uma faixa de cerca de 100 psi(690 kPa) a 5000 psi (34500 kPa).

18. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que as partículas possuem um tamanho de partícula em uma faixade cerca de 0,5 a cerca de 5000 μιη.

19. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que os vazios internos possuem um volume em uma faixa decerca de 0,5 a cerca de 5,0 ml/g.

20. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que os vazios internos possuem um diâmetro em um faixa decerca de 0,01 cerca de 2000 μιη.

21. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que a segunda alta pressão é maior do que cerca de 2 atmosferas.

22. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que as partículas são selecionadas a partir do grupo, quecompreende um pó de leite desnatado secado por pulverização, injetado a gás,de baixa densidade ; um pó de leite sem gordura secado por pulverização,injetado a gás, de baixa densidade, e combinações dos mesmos.