@51 Int. Cl.5: A23L 1/05 A23G 1/00 TRADUCCION DE PATENTE

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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ES 2 012 325
kInt. Cl. : A23L 1/05
11 N.◦ de publicación:
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ESPAÑA
k
A23G 1/00
TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 89870093.5
kFecha de presentación : 14.06.89
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 347 402
kFecha de publicación de la solicitud: 20.12.89
T3
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54 Tı́tulo: Sistema estabilizador a base de celulosa microcristalina para una bebida de chocolate ins-
tantáneo de mezcla en seco.
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73 Titular/es: FMC Corporation
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72 Inventor/es: Tuason, Domingo Custodio y
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74 Agente: Dı́ez de Rivera y Hoces, Alfonso
30 Prioridad: 17.06.88 US 208344
2000 Market Street
Philadelphia Pennsylvania 19103, US
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
01.10.93
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
01.10.93
Aviso:
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k
McGinley, Emanuel Joseph
k
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
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La invención se refiere a una composición de polvo seco que contiene celulosa microcristalina, útil
como agente funcional en una mezcla de bebida de chocolate instantáneo. Más particularmente, el agente
funcional puede ser una composición secada por pulverización que contiene celulosa microcristalina coloidal, almidón, y un componente soluble en agua, tal como maltodextrina.
Los productos de bebidas de chocolate instantáneo en mezcla seca son formulaciones en forma de
polvo que, cuando se mezclan con agua o leche, producen una bebida de chocolate. Una desventaja grave
de muchas de tales bebidas de chocolate es que las partı́culas de cacao se sedimentan muy rápidamente
después de una agitación inicial, formando un sedimento de chocolate en el fondo del recipiente y dando
al lı́quido un sabor aguado y diluido.
Las bebidas de chocolate preparadas comercialmente emplean tı́picamente un estabilizante que funciona como un agente de suspensión para las partı́culas de cacao. La celulosa microcristalina coloidal,
tal como la celulosa microcristalina revestida con carboximetil-celulosa (MCC), descrita en la Patente de
EE.UU. N◦ 3.539.365 de Durand y otros y vendida por FMC Corporation bajo los nombres comerciales
de AvicelR RC y GelstarR , es uno de tales agentes estabilizantes. La bebida láctea artificial esterilizada
mediante calor, descrita en la Patente de EE.UU. N◦ 3.648.523 de McGinley y otros utiliza la MCC
coloidal de la Patente 3.539.365 de Durand y otros.
La celulosa microcristalina coloidal debe ser activada, o “peptizada”, una vez que haya sido dispersada
en un medio acuoso, para dar lugar a que las partı́culas de MCC coloidal individuales se desaglomeren y
proporcionen propiedades óptimas de suspensión. La activación de un sistema estabilizante, que contiene
celulosa microcristalina coloidal, requiere a menudo elevados niveles de cizallamiento, tal como se proporcionan por dispositivos mezcladores comerciales, como mezcladores de hélice u homogeneizadores. Estos
procedimientos son factibles para los agentes estabilizantes destinados a usarse en bebidas preparadas
comercialmente pero no son prácticos para uso doméstico.
Los estabilizantes destinados a uso doméstico o usarse en máquinas expendedoras, deberı́an ser capaces de activarse mediante simple agitación con una cuchara. La rigurosidad de este requisito puede
apreciarse solamente si se reconoce que una dispersión rápida y una suspensión a largo plazo de las
partı́culas de cacao en un medio acuoso constituyen un ensayo severo para cualquier agente estabilizante
de sólidos.
Un estabilizante disponible comercialmente destinado a su empleo en mezclas instantáneas de uso
doméstico es el descrito en la Patente de EE.UU. N◦ 4.311.717 de McGinley, y comercializado bajo el
nombre comercial MicroquickR . Contiene MCC coloidal en combinación con sólidos lácteos o suero de
leche. Aunque este estabilizante proporciona normalmente una funcionalidad satisfactoria, los sistemas
estabilizantes para ciertas aplicaciones de uso final, tales como mezclas para bebidas de chocolate instantáneo destinadas a su uso en máquinas expendedoras, deben ser capaces de ser activados solamente
con una simple agitación con una cuchara. El agente estabilizante de esta invención es capaz de satisfacer
esta necesidad.
La presente invención constituye un agente estabilizante, útil como agente dispersante rápido para
suspender sólidos en un medio acuoso, que es una composición en polvo conjuntamente secada y procesada, que contiene celulosa microcristalina coloidal; almidón, en una cantidad inferior al peso de la
celulosa microcristalina coloidal pero suficiente para activar la celulosa microcristalina coloidal en un
medio acuoso, promoviendo su rápida peptización con mı́nima agitación del medio acuoso; y un agente
aglomerante soluble en agua, que no se espesa, en una cantidad tal que la relación en peso del agente
aglomerante a la celulosa microcristalina coloidal esté dentro del intervalo de aproximadamente 0,6:1 a
9:1.
El agente estabilizante es preferiblemente una composición secada por pulverización.
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La celulosa microcristalina coloidal es preferiblemente celulosa microcristalina coloidal asociada
ı́ntimamente con una cantidad, secundaria, por ejemplo 3-15% de carboximetil-celulosa de sodio.
El almidón es preferiblemente un almidón de bajo contenido en amilosa. La concentración de almidón
en el agente estabilizante deberı́a ser inferior a la cantidad que causa un espesamiento parecido a una
gelificación cuando el agente se emplea en un medio acuoso. El almidón está preferiblemente presente
en una cantidad tal que la relación en peso de celulosa microcristalina coloidal a almidón está dentro del
intervalo de aproximadamente 3:2 a 7:1.
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El tercer componente del agente estabilizante, un aglomerante soluble en agua, que no se espesa, se
selecciona preferiblemente del grupo que consiste en maltodextrina, suero de leche y leche seca sin grasa.
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El agente estabilizante de esta invención es particularmente adecuado para su uso en formulaciones
de bebidas de chocolate instantáneo en mezcla seca, que se reconstituyen con agua caliente. La cantidad
de agente estabilizante usado deberı́a ser suficiente para obtener una bebida reconstituida que contiene
aproximadamente 0,5-3% en peso, preferiblemente aproximadamente 0,5-1,5% en peso de celulosa microcristalina coloidal.
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El agente estabilizante de esta invención es especialmente útil para suspender sólidos de cacao en
formulaciones de bebida de chocolate que se preparan a partir de mezclas secas que se reconstituyen
tı́picamente con agua caliente. Este agente estabilizante tiene la ventaja de proporcionar una excelente
dispersión y suspensión de los sólidos de cacao (u otros) en medios acuosos, con mı́nima remoción o
agitación de la mezcla seca durante la reconstitución con agua u otro lı́quido acuoso.
Aunque el agente estabilizante es óptimamente adecuado para su uso en suspender sólidos de cacao,
se considera igualmente útil en otros sistemas de suspensión de sólidos acuosos alimenticios y no alimenticios que requieren una rápida reconstitución o preparación a partir de una mezcla en polvo seca,
bajo condiciones que permiten solo un mı́nimo de agitación o de mezcladura para conseguir dispersión
y suspensión completas de los sólidos. Ejemplos de otras aplicaciones para el agente estabilizante de
esta invención incluyen salsas en mezcla seca instantánea, mezclas de crema de quesos, mezclas de sopas,
y otros alimentos o bebidas obtenidos mezclando con agua, en particular agua caliente o en ebullición,
u otro lı́quido acuoso, una mezcla seca que contiene los sólidos a suspender. Los usos no alimenticios
incluyen la suspensión de pigmentos de pintura o cosméticos en medios acuosos, emulsiones de aceite en
agua o espumas estabilizantes, y semejantes.
Las ventajas de comportamiento resultantes del agente estabilizante de esta invención parecen basarse en sus tres componentes: la celulosa microcristalina coloidal, un almidón, y un agente aglomerante
soluble en agua, que no se espesa, todos los cuales están en mezcla ı́ntima con cada uno de los otros.
Los autores del invento creen que la presencia tanto del almidón como del agente aglomerante soluble en
agua no espesante es necesaria para asegurar que el agente estabilizante a base de celulosa microcristalina
coloidal exhiba las caracterı́sticas de comportamiento de dispersión y suspensión rápidas deseadas. La
omisión del almidón o del agente aglomerante en el agente estabilizante da lugar a un comportamiento
inaceptable, como se ilustra más adelante con los ejemplos comparativos.
La celulosa microcristalina coloidal es un coadyuvante de dispersión y suspensión reconocido, útil para
suspender sólidos en medios acuosos. Las celulosas microcristalinas coloidales disponibles comercialmente
requieren una fuerte agitación o mezcladura, con una cantidad importante de cizallamiento, para asegurar
que las partı́culas individuales de celulosa microcristalina se activen o “pepticen”, es decir, se dispersen
completamente para proporcionar una buena funcionalidad de suspensión de sólidos a largo plazo. La
presencia de los componentes de agente aglomerante soluble en agua, que no se espesa, y de almidón
en el agente estabilizante de esta invención favorece el que la celulosa microcristalina coloidal se active
o peptice rápidamente, con mı́nima mezcladura o agitación; una agitación con elevado cizallamiento es
innecesaria.
La celulosa microcristalina coloidal, adecuada para su uso en esta invención, es una celulosa microcristalina asociada ı́ntimamente con una cantidad secundaria de carboximetil-celulosa de sodio, tı́picamente
alrededor de 3-15% en peso. La carboximetil-celulosa de sodio es una que tiene preferiblemente una
viscosidad de baja a media, es decir que tiene una viscosidad, en una dispersión acuosa al 1% en peso,
de 50-1.000 centipoises a 20◦ C. Una celulosa microcristalina coloidal disponible comercialmente de este
tipo es la celulosa microcristalina coloidal AvicelR RC-591, disponible de FMC Corporation. Aunque la
carboximetil-celulosa de sodio es un material preferido, pueden usarse también otros coloides, por ejemplo, xantano o metil-celulosa, para preparar una celulosa microcristalina coloidal aceptable.
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La celulosa microcristalina coloidal en el agente estabilizante está ordinariamente presente en una
cantidad de alrededor de 25%-50%, pero cantidades mayores o menores pueden también estar presentes
con resultados satisfactorios. En aplicaciones de uso final para el agente estabilizante, la celulosa microcristalina coloidal deberı́a estar presente en la formulación final de la bebida o alimento reconstituido
(por ejemplo, obtenido mezclando una mezcla seca que contiene el agente estabilizante con agua) en una
cantidad de aproximadamente 0,5-3% en peso, preferiblemente de 0,5-1,5% en peso. El último intervalo
preferido es especialmente adecuado para formulaciones de bebidas de chocolate que contienen sólidos de
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cacao.
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Exactamente tan importantes como la cantidad absoluta de celulosa microcristalina coloidal en el
agente estabilizante son las cantidades de almidón y agente aglomerante, con respecto a la celulosa microcristalina coloidal. Sólo cuando la celulosa microcristalina coloidal se combina con el almidón y el
agente aglomerante en las cantidades especificadas, se presentan los inesperados resultados superiores:
rápida dispersión y suspensión de sólidos sin formación de grumos cuando una mezcla seca que contiene
sólidos y el agente estabilizante se mezcla o agita suavemente con agua o con otro medio acuoso; excelente suspensión de los sólidos a largo plazo (varias horas) en un medio acuoso sin recurrir a mezclar con
elevado cizallamiento.
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El segundo componente clave en la composición del agente estabilizante es un almidón. La fuente del
almidón no es critica y una amplia variedad de almidones son satisfactorios para su uso en esta invención:
maı́z, patata, trigo, arroz, tapioca, y almidones de maı́z de consistencia cérea, o harinas de cereales que
contienen almidón, tales como la harina de trigo, harina de patata, etc.
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Almidones adecuados que están disponibles comercialmente incluyen los almidones de maı́z MelojelR
y ClearjelR , almidón de maı́z de consistencia cérea Purity Gum 1773, el almidón de maı́z pregelatinizado
Instant Pure-Flo F, todos de la National Starch and Chemical Company, el almidón de maı́z pregelatinizado GelexR de la American Maize-Products Company y el almidón Mira-sperseR de la A.E. Staley
Manufacturing Company.
El almidón es preferiblemente uno que tiene un contenido relativamente bajo de amilosa. El almidón
Purity Gum 1773 anteriormente mencionado es un ejemplo de tal almidón con bajo contenido en amilosa. Las composiciones de agentes estabilizantes que contienen un almidón con bajo contenido en amilosa
muestran excelente comportamiento para la estabilización de sólidos durante perı́odos extensos de tiempo,
es decir, los sólidos permanecen suspendidos durante varias horas sin que se produzca una sedimentación
visible.
Los almidones pregelatinizados son también preferidos, puesto que estos alimentos facilitan la peptización rápida de la celulosa microcristalina coloidal en agua frı́a. Los almidones que no están pregelatinizados son más adecuados para formulaciones de agentes estabilizantes destinados a utilizarse en
mezclas secas que se reconstituyen con medios acuosos templados o calientes, cuya temperatura es superior a la temperatura de gelatinización del almidón. Puesto que la cantidad de almidón empleado en la
composición de agente estabilizante de esta invención es relativamente pequeña, la gelatinización de los
almidones no pregelatinizados se produce rápidamente una vez el agente estabilizante se pone en contacto
con los medios acuosos templados o calientes.
El almidón se emplea en la composición de agente estabilizante en pequeñas cantidades, respecto a la
celulosa microcristalina coloidal. El almidón está presente en una cantidad inferior al peso de la celulosa
microcristalina coloidal, pero al menos suficiente para activar o peptizar la celulosa microcristalina coloidal en un medio acuoso, con mı́nimo de mezcladura o agitación del medio acuoso, por ejemplo, simple
agitación durante menos de un minuto. Los niveles de almidón por debajo del mı́nimo requerido para
activar la celulosa microcristalina coloidal darán como resultado que se produzca formación de grumos
de sólidos visibles y/o sedimentación cuando el agente estabilizante se use en formulaciones de mezclas
secas que se reconstituyen en un medio acuoso.
El almidón está deseablemente presente en cantidades por debajo de las que causan un espesamiento
parecido a la gelaificación cuando el agente estabilizante se emplea en un medio acuoso. En ciertas aplicaciones de uso final para el agente estabilizante, por ejemplo, mezclas de salsas instantáneas, el almidón
puede estar presente en cantidades que dan lugar a un espesamiento del medio acuoso. Para formulaciones de bebidas de chocolate, el nivel de almidón está deseablemente por debajo de la cantidad que causa
un espesamiento indeseable de la bebida de chocolate y/o que causa un sabor amiloso indeseable en la
bebida.
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La cantidad de almidón se ajusta deseablemente de manera que se obtenga una relación en peso
de la celulosa microcristalina coloidal al almidón, en el agente estabilizante, que está en el intervalo de
aproximadamente 3:2 a 7:1, y más deseablemente en el intervalo de aproximadamente 2:1 a 6:1. Estos
intervalos de relaciones dan lugar normalmente a un comportamiento óptimo del agente estabilizante,
particularmente cuando se usa en formulaciones de bebidas de chocolate que contienen sólidos de cacao.
El tercer componente esencial en el agente estabilizante de esta invención es un agente aglomerante
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soluble en agua, no espesante. El “agente aglomerante” podrı́a también caracterizarse como un material
de carga, diluyente, o extendedor, pero para los propósitos de esta descripción se designará como un
agente aglomerante. El agente aglomerante no deberı́a espesarse en medios acuosos, de tal manera que
no causase un incremento no deseado en la viscosidad cuando el agente estabilizante se emplee en un medio acuoso, para proporcionar con ello su funcionalidad de suspensión de sólidos. El agente aglomerante
deberı́a ser también soluble en agua, lo que facilita la activación del agente estabilizante cuando el agente
se emplee en un medio acuoso.
Agentes aglomerantes adecuados incluyen los carbohidratos que se caracterizan por no espesarse y
ser solubles en agua en medios acuosos, por ejemplo, dextrosa, polidextrosa, sólidos de jarabe de maı́z,
lactosa, etc.
Los agentes aglomerantes solubles en agua que no se espesan, preferidos, son maltodextrina, suero de
leche y leche seca sin grasa.
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La maltodextrina es un polisacárido obtenido por hidrólisis de sólidos de cereales; usualmente, está en
forma de polvo. La maltodextrina preferentemente tiene un equivalente de dextrosa de aproximadamente
9-12, por consideraciones de gusto y sabor. La maltodextrina comercialmente disponible adecuada para
su uso en esta invención incluye las maltodextrinas MaltrinR de la Grain Processing Corporation y las
maltodextrinas Amaizo Fro-DexR de la American Maize-Products Company.
El suero de leche es un producto lácteo en polvo obtenido secando por pulverización el suero subproducto de la fabricación del queso. Se prefiere el polvo de suero de leche dulce, obtenido de la producción
de queso dulce (como opuesto a la cuajada ácida, y fuerte).
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La leche seca sin grasa, también denominada sólidos de leche no grasa o leche en polvo no grasa, es
otro producto lácteo en polvo que puede emplearse como el agente aglomerante soluble en agua que no
se espesa, preferido.
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El agente aglomerante, soluble en agua, que no se espesa, se emplea en la composición de agente estabilizante en cantidades tales que la relación en peso de aglomerante a celulosa microcristalina coloidal está
dentro del intervalo de aproximadamente 0,6:1 a 9:1. Cantidades relativamente grandes de aglomerante,
es decir relaciones de aglomerante a celulosa microcristalina coloidal de alrededor de 7:1 a 9:1, requieren
que se usen cantidades correspondientemente grandes de agente estabilizante en las aplicaciones de uso
final. Esto es necesario para conseguir el nivel deseado de celulosa microcristalina coloidal (0,5-1,5% en
peso) que se emplea preferiblemente en un medio acuoso que contiene los sólidos a suspender. Por esta
razón, la relación en peso de agente aglomerante a celulosa microcristalina coloidal se mantiene preferiblemente dentro del intervalo de aproximadamente 0,6:1 a 4:1.
La composición de agente estabilizante de esta invención es un polvo seco. El polvo contiene preferiblemente partı́culas relativamente finas, con un tamaño del orden de 10-40 micrómetros, que facilitan la
rápida activación o peptización de la celulosa microcristalina coloidal cuando el agente se introduce en
un medio acuoso. El agente estabilizante puede consistir también en, o contener, partı́culas de tamaño
grueso, por ejemplo, con un tamaño de hasta aproximadamente 250 micrómetros. Tales partı́culas gruesas
pueden ser partı́culas granulares o aglomerados o agregados de partı́culas de tamaño fino.
El agente estabilizante se prepara por procesado y secado conjuntos de los tres componentes descritos
anteriormente para obtener un producto en forma de polvo seco. Este procedimiento de procesado obtiene
un producto seco en el que los tres componentes están en ı́ntima asociación o mezcla con cada uno de los
otros. El secado mediante pulverización convencional de una suspensión acuosa que contiene la celulosa
microcristalina coloidal, el almidón y el agente aglomerante soluble en agua, no espesante, es el método
preferido para procesar y secar conjuntamente los componentes para obtener el agente estabilizante en
polvo.
El procesado y secado conjuntos a través de otros tipos de equipos son también posibles, aunque
no se obtiene tan fácilmente un agente estabilizante satisfactorio como con el secado por pulverización
convencional.
Dos técnicas que se cree que son adecuadas para preparar la composición del agente estabilizante procesado y secado conjuntamente de esta invención son: (i) secado en lecho fluido, en el que la suspensión
que contiene los tres componentes se pulveriza sobre partı́culas calentadas suspendidas sobre un lecho
fluidizado, para producir un producto en partı́culas aglomerado, y (ii) secado por pulverización fluidizada,
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en el que la zona del lecho fluidizado en la parte inferior de un cono secador por pulverización propulsa las
partı́culas hasta la zona de pulverización en donde la suspensión que llega se atomiza en gotitas pequeñas
y se seca.
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En el procedimiento de preparación que usa el secado por pulverización, una suspensión en agua de
celulosa microcristalina coloidal, por ejemplo, celulosa microcristalina AvicelR RC-951, en un recipiente
adecuado, se somete a agitación de elevado cizallamiento, con un amasador o mezclador de alta velocidad,
bomba centrı́fuga o homogeneizador. El almidón y el agente aglomerante soluble en agua no espesante,
por ejemplo, maltodextrina, se introducen a continuación en la mezcla acuosa en cantidades apropiadas
respecto a la celulosa microcristalina coloidal y se someten a mezcladura convencional para asegurar que
el almidón se distribuya uniformemente a través de la mezcla y que el agente aglomerante esté sustancialmente disuelto en su totalidad. La mezcla acuosa se introduce a continuación en un aparato de secado
por pulverización convencional, en donde se atomiza en gotitas y se seca para obtener la composición de
agente estabilizante en la forma de un polvo fino.
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La composición de agente estabilizante puede utilizarse a continuación en cualquiera de una variedad de aplicaciones, en las que una formulación de polvo seco que contiene el agente estabilizante se
reconstituye con un medio acuoso, para proporcionar dispersión y suspensión buenas de los sólidos finos
contenidos en la formulación, bajo condiciones que permiten sólo una mı́nima agitación o mezcladura de
bajo cizallamiento.
Un uso final preferido para el agente estabilizante se encuentra en mezclas de bebidas de chocolate
“instantáneo”, en las que los sólidos de cacao permanecen deseablemente suspendidos en la bebida una
vez que la mezcla ha sido reconstituida con agua caliente y por simple agitación con una cuchara durante
unos pocos segundos. Tales mezclas de chocolate instantáneo en mezcla seca contienen tı́picamente polvo
de cacao, azúcar, un emulsificante (para los sólidos de cacao), y un agente estabilizante (para la dispersión
y suspensión de los sólidos de cacao). Una mezcla seca representativa se combinarı́a ordinariamente con
agua caliente en cantidades que proporcionasen aproximadamente 1% en peso de sólidos de cacao, 8%
de azúcar, y estabilizante suficiente para proporcionar 1% en peso de celulosa microcristalina coloidal
en la bebida caliente reconstituida. Tales formulaciones de mezclas secas de bebidas de chocolate, igual
que otras formulaciones que contienen el agente estabilizante de esta invención, pueden contener una
amplia variedad de otros ingredientes o aditivos convencionales, tales como agentes saboreantes, agentes
colorantes, conservantes, materiales de carga, diluyentes, y semejantes.
Ejemplos
El procedimiento generalizado siguiente se usó para preparar las composiciones de agentes estabilizantes secados por pulverización que se describen en detalle más adelante.
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Se añadió celulosa microcristalina coloidal AvicelR RC-591, en forma de un polvo blanco, a agua frı́a
contenida en un recipiente de acero inoxidable en una cantidad suficiente para proporcionar aproximadamente 3-4% en peso de celulosa microcristalina coloidal en el medio acuoso. A continuación el medio
acuoso se mezcló durante aproximadamente treinta minutos usando un mezclador de hélice para asegurar
una buena dispersión de la celulosa microcristalina. Después de esta mezcladura, se formó un gel acuoso
en el medio acuoso que estaba en reposo.
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Se añadieron a continuación las cantidades deseadas de almidón y agente aglomerante soluble en agua
que no se espesa, ambos en forma de polvo, al gel acuoso, y se mezclaron los contenidos durante otros
quince minutos para asegurar una buena dispersión del almidón y la solubilización del agente aglomerante.
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El medio acuoso que contiene los tres componentes se homogeneizó a continuación, en un homogeneizador Mouton-Gaulin a 13.800 kPa en la primera etapa y a 3.450 kPa en la segunda etapa. Este proceso
dio como resultado una suspensión acuosa en la que la celulosa microcristalina coloidal y el almidón
se dispersaron completamente para proporcionar una mezcla homogénea adecuada para su secado por
pulverización.
La suspensión acuosa homogeneizada se secó por pulverización usando un secador de pulverización
Bowen (diámetro 91 cm) a escala de laboratorio. La temperatura de entrada en el secador por pulverización se estableció en aproximadamente 145◦C, y la velocidad de alimentación de la suspensión al secador
se ajustó para proporcionar una temperatura de salida de aproximadamente 80◦C. La atomización por
pulverización se realizó con una boquilla de 0,25 mm que se hacı́a funcionar a una presión de aire de
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atomización de aproximadamente 620 kPa.
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Los polvos resultantes de agente estabilizante secados por pulverización se evaluaron para determinar
su eficacia en una formulación de bebida de chocolate de mezcla seca, obtenida mezclando en seco los
componentes siguientes: agente estabilizante, azúcar (sacarosa), y crema no láctea CremoraR (Borden,
Inc) como un agente de emblanquecimiento del cacao. A continuación la formulación de mezcla seca se
reconstituyó por agitación con una cuchara durante 15-30 segundos en agua caliente, a una temperatura
de 93◦ C, para obtener la composición siguiente:
agente estabilizante (en una cantidad suficiente para proporcionar aproximadamente 1% en
peso de celulosa microcristalina coloidal en la bebida reconstituida).
cacao -1% en peso
sacarosa -8,1% en peso
crema no láctea Cremora -1,6%
Se usó suficiente agua caliente para proporcionar las concentraciones de los componentes indicadas
anteriormente. Las cantidades relativas de los componentes en la formulación de mezcla seca se determinaron por cálculo inverso a partir de la composición de la leche reconstituida anteriormente indicada.
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La cantidad de agente estabilizante empleado tı́picamente estaba dentro del intervalo de 2,5-4% en
peso, usualmente alrededor de 3% en peso. La cantidad exacta dependı́a de la concentración de celulosa
microcristalina coloidal presente en el agente estabilizante, que a su vez determinaba la cantidad de agente
necesaria para proporcionar 1% en peso de celulosa microcristalina coloidal en la bebida reconstituida.
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La funcionalidad del agente estabilizante en la formulación de bebida de chocolate se midió por la
capacidad del agente estabilizante para mantener el 1% en peso de sólidos de cacao en suspensión. La
estabilidad de la suspensión se determinó por observación de la bebida de chocolate seis horas después
de la mezcladura inicial con agitación con cuchara; la ausencia de sedimento indicó una buena estabilidad. El examen en microscopio de la bebida de chocolate se realizó también para determinar el grado
de dispersión de las partı́culas de celulosa microcristalina, puesto que ordinariamente la presencia de
grupos de partı́culas de celulosa microcristalina sin dispersar, o de agregados, se correlaciona bien con el
comportamiento insatisfactorio de la suspensión de sólidos.
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Se prepararon diversos ejemplos del agente estabilizante de esta invención siguiendo el procedimiento
que se acaba de describir. Los ejemplos comparativos se realizaron también bajo condiciones similares
como un medio de ilustrar el carácter crı́tico de los diversos elementos de los agentes estabilizantes de la
invención. Los datos pertinentes para todos estos ejemplos se resumen en las Tablas I y II.
Los ejemplos ilustran el uso de diversos almidones y de tres agentes aglomerantes solubles en agua,
que no se espesan, maltodextrina, suero de leche y leche seca sin grasa. Todos los ejemplos emplearon
celulosa microcristalina coloidal AvicelR RC-519F (disponible de FMC Corporation) para el componente
de celulosa microcristalina coloidal del agente estabilizante.
Asimismo se ilustran diversos niveles de concentraciones para los tres componentes del agente estabilizante.
Los resultados de comportamiento de los agentes estabilizantes de los ejemplos, cuando se usan en
una formulación de bebida de chocolate de mezcla seca normalizada reconstituida con agua caliente, se
incluyen en la Tabla II; estos datos se obtuvieron usando los procedimientos generales descritos anteriormente.
Los Ejemplos 1-4 presentados en las Tablas ilustran el uso de cuatro almidones diferentes en un agente
estabilizante secado por pulverización que contiene celulosa microcristalina coloidal, almidón y leche seca
sin grasa como agente aglomerante. Los resultantes agentes estabilizantes dieron similares y muy buenas
caracterı́sticas de comportamiento en la formulación de bebida de chocolate normalizada.
Los Ejemplos comparativos A y B implicaron el reemplazo de hidroxipropilmetil-celulosa y goma de
algarroba, respectivamente, en lugar del almidón de los Ejemplos 1-4. El Ejemplo comparativo C era
un material secado por pulverización que no contenı́a almidón, y sólo celulosa microcristalina coloidal y
sólidos de leche sin grasa como agente aglomerante. Todos los productos eran insatisfactorios cuando se
evaluaron en la formulación de bebida de chocolate normalizada.
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El Ejemplo 5 ilustra una composición de agente estabilizante que usaba suero de leche como agente
aglomerante y el Ejemplo 7 ilustra una composición de agente estabilizante que contiene maltodextrina
como agente aglomerante. Las proporciones de los componentes de los Ejemplos 1, 5 y 7 son idénticas,
definiendo solamente en el tipo de agente aglomerante usado. Los resultados de comportamiento de estos
agentes estabilizantes en la formulación de bebida de chocolate eran uniformemente muy buenos.
Los Ejemplos 6-11 ilustran agentes estabilizantes que contienen celulosa microcristalina coloidal
(CMCC), almidón y maltodextrina, en los que la relación entre CMCC : almidón variaba entre 3:1 y
7:1. Todos dieron muy buenos resultados de comportamiento en la formulación de bebida de chocolate.
El Ejemplo comparativo D ilustra una relación excesivamente baja en almidón, es decir, una relación
entre CMCC : almidón de 8:1, que dio un comportamiento insatisfactorio de estabilización de los sólidos.
En el Ejemplo comparativo E, se omitió el almidón enteramente y el comportamiento de estabilización
de sólidos en la formulación de bebida de chocolate era malo. En ambos de estos ejemplos, el bajo nivel
y la ausencia de almidón parecen afectar adversamente la activación o peptización de la celulosa microcristalina coloidal en las composiciones secadas por pulverización.
Los Ejemplos 12-15 ilustran agentes estabilizantes que contienen celulosa microcristalina coloidal
(CMCC), almidón y maltodextrina, en la que la relación entre agente aglomerante : CMCC variaba entre
2,8:1 y 0,8:1. Todas dieron muy buenos resultados de comportamiento en la formulación de bebida de
chocolate. El Ejemplo comparativo F ilustra una relación entre agente aglomerante de maltodextrina
: CMCC de 0,5:1; el comportamiento de estabilización de sólidos era casi inaceptable. El Ejemplo
comparativo G ilustra una relación entre agente aglomerante de maltodextrina : CMCC muy baja de
0,1:1, y el Ejemplo comparativo H, ilustra una composición que no tiene ningún agente aglomerante.
Ambos de estos ejemplos comparativos mostraron insatisfactorios comportamientos de estabilización de
sólidos cuando las composiciones se evaluaron en la formulación de bebida de chocolate.
TABLA I
Composición de agente estabilizante
30
Concentración
del
componente
Relación en
peso
CMCC:almidón
Relación
en peso
aglomerante:
CMCC*
3:1
2:1
3:1
2:1
35
Ejemplo
40
1
45
Componente
Celulosa
microcristalina
coloidal
(CMCC)
Almidón MelojelR
Leche seca
sin grasa
(NFDM)
30
10
60
50
2
55
CMCC
Almidón
ClearjelR
NFDM
30
10
60
60
8
2 012 325
TABLA I (continuación)
Composición de agente estabilizante
5
10
Concentración
del
componente
Ejemplo
Componente
3
CMCC
Almidón GelexR
NFDM
15
20
4
CMCC
Almidón Pure-Flo F
NFDM
Relación en
peso
CMCC:almidón
Relación
en peso
aglomerante:
CMCC*
3:1
2:1
3:1
2:1
3:1
2:1
30
10
60
30
10
60
25
Comparativo
A
30
CMCC
Hidroxipropilmetilcelulosa
NFDM
30
10
60
35
Comparativo
B
40
45
Comparativo
C
CMCC
Goma de algarroba
NFDM
30
10
60
3:1
2:1
CMCC
NFDM
25
75
sin almidón
3:1
CMCC
Almidón Melojel
Suero de
leche
30
3:1
2:1
50
5
55
10
60
60
9
2 012 325
TABLA I (continuación)
Composición de agente estabilizante
5
10
Concentración
del
componente
Ejemplo
Componente
6
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
15
Relación en
peso
CMCC:almidón
Relación
en peso
aglomerante:
CMCC*
3:1
2,2:1
3:1
2:1
4:1
1,9:1
5:1
1,8:1
6:1
1,8:1
7:1
1,7:1
26,7
13,3
60
20
7
25
30
8
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
30
10
60
32
8
60
35
9
40
45
10
50
11
55
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
33,3
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
34,3
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
35
6,7
60
5,7
60
5
60
60
10
2 012 325
TABLA I (continuación)
Composición de agente estabilizante
5
Concentración
del
componente
10
Ejemplo
15
Comparativo
D
20
25
Comparativo
E
Relación en
peso
CMCC:almidón
Relación
en peso
aglomerante:
CMCC*
8:1
1,7:1
sin almidón
1,5:1
5:1
2,8:1
5:1
2,1:1
6:1
1,0:1
Componente
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
CMCC
Maltodextrina
35,6
4,4
60
40
60
30
12
35
40
13
45
14
50
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
25
5
70
30
6
64
51,4
8,6
40
55
60
11
2 012 325
TABLA I (continuación)
Composición de agente estabilizante
5
10
Concentración
del
componente
Ejemplo
Componente
15
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
15
Relación en
peso
CMCC:almidón
Relación
en peso
aglomerante:
CMCC*
5:1
0,8:1
5:1
0,5:1
5:1
0,1:1
5:1
sin aglomerante
50
10
40
20
Comparativo
F
25
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
58,3
11,7
30
30
Comparativo
G
35
CMCC
Almidón Melojel
Maltodextrina
75
15
10
40
45
Comparativo
H
CMCC
Almidón Melojel
83,3
16,7
50
55
60
12
2 012 325
TABLA II
Ejemplo
Concentración
del agente
estabilizante
(% peso)**
Estabilidad
del cacao dispersado
(después de 6 horas)
Dispersión
de CMCC*
1
3,3
buena; estable
muy buena
2
3,3
buena; estable
muy buena
3
3,3
buena; estable
muy buena
4
3,3
buena; estable
muy buena
Comparativo
A
3,3
mala; sedimento
compactado
y denso
mala; agregados
de CMCC
sin dispersar
Comparativo
B
3,3
mala; sedimento
compactado
y denso
mala; agregados
de CMCC
sin dispersar
Comparativo
C
4,0
mala; sedimento
compactado
y denso
mala; agregados de CMCC
sin dispersar
5
3,3
buena; estable
muy buena
6
3,75
buena; estable
muy buena
7
3,3
buena; estable
muy buena
8
3,1
buena; estable
muy buena
9
3,0
buena; estable
muy buena
10
2,9
buena; estable
muy buena
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
13
2 012 325
TABLA II (continuación)
Ejemplo
Concentración
del agente
estabilizante
(% peso)**
Estabilidad
del cacao dispersado
(después de 6 horas)
Dispersión
de CMCC*
11
2,9
buena; estable
muy buena
Comparativo
D
2,8
regular; sedimento
voluminoso
y suelto
regular,
agregados de
CMCC parcialmente
dispersos
Comparativo
E
2,5
mala; sedimento
compactado
y denso
mala; agregados
de CMCC
sin dispersar
12
4,0
buena; estable
muy buena
13
3,3
buena; estable
muy buena
14
2,0
buena; estable
muy buena
15
2,0
buena; estable
muy buena
Comparativo
F
1,7
regular; sedimento
voluminoso
y suelto
regular, agregados de CMCC
parcialmente
dispersos
Comparativo
G
1,3
mala; sedimento
compactado
y denso
mala; agregados de CMCC
sin dispersar
Comparativo
H
1,2
mala; sedimento
compactado
y denso
mala; agregados
de CMCC
sin dispersar
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
* CMCC. Celulosa microcristalina coloidal
60
* Corresponde a 1% de CMCC en la bebida de chocolate formulada
14
2 012 325
REIVINDICACIONES
5
1. Un agente estabilizante, útil como agente dispersante rápido para suspender sólidos en un medio
acuoso, caracterizado porque comprende una composición en polvo conjuntamente secada y procesada,
que contiene:
(i) celulosa microcristalina coloidal;
10
(ii) almidón, en una cantidad inferior al peso de la celulosa microcristalina coloidal pero suficiente
para activar la celulosa microcristalina coloidal en un medio acuoso, promoviendo su rápida peptización
con mı́nima agitación del medio acuoso; y
(iii) un agente aglomerante soluble en agua, que no se espesa, en una cantidad tal que la relación en
peso de agente aglomerante a celulosa microcristalina coloidal está dentro del intervalo de 0,6:1 a 9:1.
15
20
2. La composición de agente estabilizante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque
la composición es una composición secada por pulverización.
3. La composición de agente estabilizante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque
la celulosa microcristalina coloidal en el agente estabilizante está ordinariamente presente en una cantidad
preferida de 25-50%.
4. La composición de agente estabilizante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la celulosa microcristalina coloidal es celulosa microcristalina, ı́ntimamente
asociada con una pequeña cantidad de carboximetil-celulosa de sodio.
25
5. La composición de agente estabilizante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el almidón es un almidón con bajo contenido en amilosa.
30
6. La composición de agente estabilizante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el almidón es un almidón pregelatinizado.
7. La composición de agente estabilizante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la concentración de almidón se mantiene por debajo de la cantidad que causa
un espesamiento parecido a la gelificación cuando el agente se emplea en el medio acuoso.
35
8. La composición de agente estabilizante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la celulosa microcristalina coloidal y el almidón están presentes en cantidades
tales que la relación en peso de celulosa microcristalina coloidal a almidón está dentro del intervalo de
3:2 a 7:1.
40
9. La composición de agente estabilizante de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque
la celulosa microcristalina coloidal y el almidón están presentes en cantidades tales que la relación en
peso de celulosa microcristalina coloidal a almidón está dentro del intervalo de 2:1 a 6:1.
45
10. La composición de agente estabilizante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el agente aglomerante soluble en agua, que no se espesa, es un carbohidrato.
11. La composición de agente estabilizante de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque el agente aglomerante soluble en agua, que no se espesa, se selecciona del grupo que consiste en
maltodextrina, suero de leche y leche seca sin grasa.
50
12. La composición de agente estabilizante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el agente aglomerante y la celulosa microcristalina coloidal están presentes
en cantidades tales que la relación en peso de agente aglomerante a celulosa microcristalina coloidal está
dentro del intervalo de 0,6:1 a 4:1.
55
60
13. Una formulación alimenticia acuosa caracterizada por contener la composición de agente estabilizante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en una cantidad suficiente para
proporcionar en ella de 0,5-3% en peso de celulosa microcristalina coloidal.
14. La formulación alimenticia acuosa de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque la
formulación alimenticia es una bebida reconstituida de chocolate o cacao acuoso, que contiene de 0,5-1,5%
en peso de celulosa microcristalina coloidal.
15