專利名稱：用于在線混合表面涂層組合物并將其涂敷到食品上的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備表面涂層組合物并將其涂敷到食物如動物食品上的方法，所述組合物具有固體和液體添加劑。
背景技術(shù)：
在寵物食品業(yè)，增強美味的物質(zhì)通常被稱為“美味劑”，可應(yīng)用于被分類為“粗糧”的某些食品，以增加享受食品的樂趣，同時滿足動物的營養(yǎng)需求。如在本工業(yè)中所使用的，“美味”的含義通常包括可被動物感覺到的食物的所有不同性質(zhì)，所述感覺包括味覺和嗅覺。物質(zhì)如動物原始消化物、有機酸及其鹽、以及各類肉蛋白通常用于增強寵物食品的美味。這些物質(zhì)可以是液體的或固體的，這取決于所需的性質(zhì)。
還希望增加動物食品的其它性質(zhì)，同時保持美味。因此，功能性添加劑如前生命期的微生物、維生素、某些藥用化合物和牙結(jié)石控制劑可加入到動物食品中以給動物增加總體有益效果。
美味劑和其它功能性添加劑可以摻入到食物中或局部地涂敷到食物表面上。表面涂敷通常是在食品擠出后進行。表面涂敷通常優(yōu)選作為提供這些添加劑的方法，因為添加劑如美味劑的味道可能被粗糧中的其它成分掩蓋，或者如果添加劑摻入到(即，混雜有)食品組合物內(nèi)，由于工藝敏感性分解，添加劑可能失去所期望的性質(zhì)。而且已知，如果一些添加劑如牙結(jié)石控制劑在動物食品表面提供，它們就能在口腔內(nèi)以較高濃度更快地得到。因此，本領(lǐng)域中常常優(yōu)選使用美味劑和其它有益添加劑對動物食品進行表面涂敷。
通常，使用分段涂敷或其它類型的方法把物質(zhì)涂敷到食品表面。對于分段表面涂敷法，本領(lǐng)域內(nèi)常常把液體脂肪涂敷到動物食品的表面上，然后再涂敷固體和液體添加劑。在分段涂敷法中，液體脂肪通常用作粘合劑以將固體和液體添加劑固定到動物食品的表面上。然而，為了在分段涂敷法中把脂肪用作粘合劑，通常必須使用過量的固體和液體添加劑，以保證動物食品被添加劑充分涂敷，這可能會浪費大量的過量添加劑，從而增加了生產(chǎn)、原材料、存儲和清洗的費用。此外，當(dāng)從一種產(chǎn)品改變?yōu)榱硪环N產(chǎn)品而不首先停止整個分段涂敷工序時，可能難以優(yōu)化或改變涂敷到動物食品表面的固體和液體添加劑的量。當(dāng)改變對不同產(chǎn)品流的混合時，必須除去和更換整批的液-固混合物。
為了克服與分段涂敷法相關(guān)的缺陷，通常使用同時涂敷法作為替代。在同時涂敷法中，液體脂肪用作固體和液體添加劑的載體和粘合基質(zhì)。具體地講，液體脂肪、固體添加劑和液體添加劑被同時混合形成表面涂層組合物。其它方法可產(chǎn)生高度粘稠的組合物，它們更難以以均勻的方式給食物表面提供成分。此外，在涂敷前，當(dāng)把所有的添加劑充分混合后，包含在表面涂層組合物中的許多固體物質(zhì)，如維生素、抗氧化劑、前生命期的微生物、藥物、酶、肽、蛋白質(zhì)、草本植物、香味劑等，更有可能在混合時發(fā)生降解，從而增加了某些成分與工藝和環(huán)境條件的接觸，如水分、在制備好的消化物內(nèi)的酸性組分、加熱、剪切或壓力、或者這些或其它有害因素中的兩個或多個因素的組合。具體地講，液體添加劑象水一樣并且是強酸性的，它們可使固體添加劑經(jīng)受吸濕作用，由于在混合過程中接觸水，這種pH變化或水的活性會導(dǎo)致所需的固體添加劑效力的損失。
因此，本領(lǐng)域需要使用固體和液體添加劑給動物食品進行表面涂敷的方法，它能克服上述缺陷。
發(fā)明概述本發(fā)明公開了制備表面涂層組合物的系統(tǒng)和方法，所述組合物用于食品，尤其是動物食品。具體地講，該方法提供了模塊式在線混合系統(tǒng)，它能使成分按需要進行混合，從而減少了在系統(tǒng)內(nèi)的浪費和粘度的形成。該方法包括提供一種或多種液體脂肪、一種或多種固體添加劑和一種或多種液體添加劑，以應(yīng)用于在線涂敷過程，這減少了分解或所需成分的損失，并降低了粘稠溶液的形成，所述粘稠溶液會損害涂敷過程和降低涂敷均勻性。
在所述的在線涂敷過程中，將組分按需要進行計量混合以最小化形成粘度的反應(yīng)時間，從而提供較好的均勻涂敷。在一個實施方案中，液體脂肪和固體添加劑混合形成液體脂肪-固體添加劑組合物。然后可將液體脂肪-固體添加劑組合物與液體添加劑混合(已經(jīng)向其中加入或未加入可溶的液體或固體添加劑)來提供表面涂層組合物，所述組合物在擠出和固體后涂敷到食品上?！肮腆w添加劑”是指包括至少一種固體添加劑。類似地，“液體添加劑”是指包括至少一種液體添加劑。
在另一個實施方案中，該方法包括將較不穩(wěn)定的成分混入到適當(dāng)?shù)妮d體如脂肪或油中，以保護其免受附加成分的影響，所述附加組分必須加到食物的表面?；旌匣旧鲜窃谶f送點進行的，從而最小化與有害環(huán)境因素的接觸。成分的在線遞送和混合使合適的載體與特定的組分混合，不必關(guān)閉加工工序，以給需要的新組分提供混合。
另外，當(dāng)固體添加劑接觸由動物來源的組分形成的液體消化物或其它人造的或天然的環(huán)境影響因素時，本分明提供了保護固體添加劑的穩(wěn)定性的方法，使所述固體添加劑免受例如水分、吸濕性和pH變化的影響。具體地講，該方法包括將固體添加劑在液體脂肪中包封，以提供脂肪包封的固體添加劑。這種方法提供了固體添加劑的穩(wěn)定性，當(dāng)所述固體添加劑接觸液體的動物消化物時，其被保護免受水分、吸濕性和pH變化的影響。
本發(fā)明的方法克服了與分段涂敷固體和液體添加劑至動物食品表面相關(guān)的缺陷。該方法可最優(yōu)化在動物食品表面上的固體添加劑的量，同時最小化固體添加劑的浪費。另外，在表面涂層組合物的制備過程中，在加入液體添加劑之前，在液體脂肪中包裹或包封固體添加劑的工序保護了不穩(wěn)定的和敏感的添加劑，同時最小化了在涂敷前形成粘度的時間。另外，通過提供表面涂層組合物的更均勻涂敷，和基本上消除在混合組合物時形成粘度所造成的昂貴的延遲和修復(fù)，這通常在同時涂敷過程或分段涂敷過程中使用，由此本發(fā)明提供的在線混合和涂敷具有重要的有益效果。
附圖概述


圖1是整個系統(tǒng)和方法的示意圖。
圖2是該系統(tǒng)和方法的一個實施方案的示意圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了使用混合成分在線混合和涂敷用于食物的表面涂層的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明人已研制了在線涂敷固體添加劑、液體(含水的)添加劑和脂肪添加劑的混合物的新型系統(tǒng)和方法，它能使添加劑按需混合，最小化在系統(tǒng)內(nèi)形成粘度的成分之間的反應(yīng)時間，并提供更均勻的涂敷。成分按需要進行混合以遞送到系統(tǒng)內(nèi)用于涂敷，涂敷在擠出和固體后進行。通過將對于系統(tǒng)內(nèi)的物理和化學(xué)因素較敏感的成分混合到適當(dāng)?shù)妮d體內(nèi)來提供保護性涂層(例如，涂以脂肪或油)，并降低由剪切、壓力、熱或其它因素引起的分解，所述因素是在混合與擠出后涂敷和固體后涂敷過程中產(chǎn)生的，由此在線混合系統(tǒng)使所述敏感成分受到保護。在一個實施方案中，提供了用固體添加劑對動物食品進行表面涂敷的方法，所述固體添加劑在有液體添加劑存在時為敏感的或不穩(wěn)定的。該方法包括將液體脂肪和固體添加劑在固體混合模件中混合，以形成液體脂肪-固體添加劑組合物。然后將液體脂肪-固體添加劑組合物與液體添加劑例如液體消化物在一個液體混合模件中混合形成表面涂層組合物。然后將動物食品的表面涂以來自液體混合模件的表面涂層組合物，從而得到被涂敷的動物食品。
如本文所使用的，術(shù)語“不穩(wěn)定的或敏感的”是指由于另一種添加劑的存在、加工條件或環(huán)境條件而引起的添加劑效力的損失或可能的損失，即美味或營養(yǎng)價值的損失，無論這種效力的損失是否由化學(xué)、物理或生物變化產(chǎn)生。
食品可以是由人或動物攝取的任意合適的組合物，所述組合物能夠給人或動物提供營養(yǎng)價值。食物在根據(jù)本發(fā)明處理前可以被涂敷或未被涂敷。動物食品通常為基本的食品組合物，其具有營養(yǎng)平衡的蛋白質(zhì)和淀粉成分的混合物，其水分含量按重量計小于約50％。食品可以被烘烤、擠出、造?；虺尚?。這些形式的食品和它們的制造方法對食品制造領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是熟知的。例如，擠出和擠出蒸煮的方法描述于“Encyclopedia of Food Science and Technology”，第2卷(Y.H.Hui，ed.，John Wiley & Sons，Inc.1992)的第794-800頁。
本實施方案提供了混合和涂敷用于各種類型食物的涂層組合物的方法。例如，可以使用該方法來提供早餐谷物的維生素涂層、在谷物精制物和被涂敷的快餐食品上的牙結(jié)石控制劑涂層、或用于炸土豆片或干酪卷的維生素、調(diào)味劑或其它添加劑的涂層。
通常，除了營養(yǎng)平衡的添加劑之外，在這些產(chǎn)品中還包括例如維生素和礦物質(zhì)或其它添加劑，如防腐劑和乳化劑等，動物食品的大部分由基本上為蛋白質(zhì)的或基本上為淀粉的成分組成。盡管下面的描述不應(yīng)視為是限制性的，但是蛋白質(zhì)成分通常是指其蛋白質(zhì)含量按重量計至少為約15％的任意物質(zhì)，但是淀粉物質(zhì)的蛋白質(zhì)含量基本上低于這個百分比，其大部分是含有淀粉或碳水化合物的物質(zhì)。
典型地用于市售動物食品中的蛋白質(zhì)物質(zhì)的實施例有植物蛋白質(zhì)食物，如大豆、棉籽、花生；動物蛋白質(zhì)，如酪蛋白、白蛋白；和肉組織，包括新鮮肉以及煉好的或固體的“粉”，如魚粉、家禽粉、肉粉和骨粉、酶處理過的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物等。其它類型的蛋白質(zhì)物質(zhì)包括微生物蛋白質(zhì)如酵母和其它類型的蛋白質(zhì)，包括物質(zhì)如小麥谷蛋白或玉米谷蛋白。
典型的淀粉物質(zhì)的實施例包括酶淀粉物質(zhì)，谷物如玉米、玉蜀黍、苜蓿、小麥、大豆、高粱、大麥和各種其它的蛋白質(zhì)含量較低的谷類?？蓪⒃S多其它的物質(zhì)加入到動物食品中，尤其是貓糧，它們不一定屬于上述的任意一類，如干乳清和其它乳品副產(chǎn)物或碳水化合物。
動物食品不限于特定組合物。但是，術(shù)語“動物食品”通常是指營養(yǎng)平衡的動物食品，例如可商購的狗和貓的食品和精制品。符合這個定義的動物食品的特征在于其具有本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的最小營養(yǎng)量。優(yōu)選的動物食品是營養(yǎng)平衡的那些食品。動物食品可以是任意合適的形式，典型地為任意形狀的咬嚼尺寸或顆粒型。
術(shù)語“脂肪”是指任何可食用等級的脂肪或類脂，包括鳥類、動物、植物或人造來源的脂肪，所述人造來源包括但不限于未加工的或精制的脂肪。例如，典型的動物來源脂肪包括動物油、精選白油脂、豬油、衍生自乳的脂肪，例如奶油制作油、和典型地包含在干酪中的脂肪。典型的植物來源的脂肪包括椰子油、豆油和玉米油。典型的鳥類來源的脂肪包括來自例如小雞、火雞、鴨子和鵝的組織的脂肪。
術(shù)語“液體脂肪”是指基本上可流動的，即液體的脂肪。在室溫下脂肪為液體，或通過加熱脂肪直至達到所需的流動性，從而使其基本上為可流動的。優(yōu)選地，在約10℃至約90℃的溫度范圍內(nèi)，脂肪基本上是可流動的。
術(shù)語“固體添加劑”是指在約25℃時為固體的添加劑，其水分含量按重量計低于約35％。例如，典型的固體添加劑包括肉類固體、固體的動物消化物、固體的美味劑、抗生素、益生菌(probiotics)、前生命期的微生物、維生素、礦物質(zhì)和牙結(jié)石控制劑。
肉類固體是指肉類和肉類副產(chǎn)物。肉是動物的組織，如牛、豬、綿羊、山羊和其它哺乳動物的肉。肉類優(yōu)選是牛肉、小牛肉或豬肉。其它來源的固體和副產(chǎn)物包括來自小雞、火雞、鴨、鵝或魚的組織?！案碑a(chǎn)物”是被屠宰動物的畜體的未煉制部分，所述被屠宰動物包括哺乳動物、鳥或魚。本文所使用的術(shù)語“肉類”和“肉類副產(chǎn)物”以同樣的方式描述于“Definitions of FeedIngredients”，由Association of American Feed Control Officials，In.(AAFCO)出版。
固體的動物消化物是指肉類固體(肉類或肉類副產(chǎn)物)的固體消化物。典型地，通過將肉類副產(chǎn)物進行蛋白分解或脂解酶消化來制備固體的動物消化物，這是本領(lǐng)域所熟知的，優(yōu)選控制反應(yīng)條件以得到最大的香味改善。然后將產(chǎn)物典型地減少至基本上固體的形式，即具有低水分含量，以形成固體消化物。
固體美味劑是指給動物增加食品美味的任意固體添加劑。同樣地，美味劑典型地包括肉類和干酪調(diào)味劑，因此美味劑可包括肉類固體和固體的動物消化物，但還可包括其它用作固體添加劑的組分，如草藥、香味劑等。固體美味劑的實施例包括釀造酵母，其包括通常用于釀酒的酵母屬(通常稱為釀酒酵母)固體粉狀細胞、釀母和多種酵母萃取物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知多種酵母可用作美味劑。
固體添加劑可包括任意合適的抗生素、益生素、益生菌和維生素。合適的前生命期的微生物可包括酵母如釀酒酵母、新生囊球菌(Debaromyces)、假絲酵母、皮奇真菌和球擬酵母；霉菌如黑麴菌、根霉、毛霉菌和青霉菌；和細菌如雙歧桿菌、類桿菌、梭狀芽胞桿菌、梭菌、蜜蜂球菌(Melissococcus)、丙酸菌、鏈球菌、腸球菌、乳球菌、葡萄球菌、消化鏈球菌(Peptostrepococcus)、桿菌、片球菌、細球菌、白聯(lián)珠菌、Weissella、氣球菌、酒球菌和乳酸桿菌。合適的前生命期的微生物的具體實施例有釀酒酵母、凝固芽胞桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、雙歧雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、長雙歧桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、嗜酸乳酸桿菌、消化(alimentarius)乳酸桿菌、干酪乳酸桿菌干酪亞種、養(yǎng)樂多代田乳酸桿菌(Lactobacillus casei Shirota)、彎曲乳酸桿菌、保加利亞亞種(delbruckii subsp.)乳類乳酸桿菌、fareciminus乳酸桿菌、加氏(gasseri)乳酸桿菌、helveticus乳酸桿菌、約翰遜乳酸桿菌、羅伊氏乳酸桿菌、鼠李糖乳酸桿菌(乳酸桿菌GG)、清酒乳酸桿菌、乳類乳球菌、細球菌屬變體、乳酸片球菌、戊糖片球菌、乳酸片球菌、嗜鹽片球菌、糞鏈球菌、嗜熱鏈球菌、肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌。前生命期的微生物優(yōu)選為粉狀固體形式。那些形成孢子的微生物理想地是孢子形式。優(yōu)選地，使用本發(fā)明的方法將前生命期的微生物例如在液體脂肪中包封，以增加它們在動物食品上的存活可能性，直至被動物消化為止。
其它固體添加劑可包括例如抗氧化劑、類胡蘿卜素、葉黃素、生物類黃酮、維生素、礦物質(zhì)、天然或有機的發(fā)酵產(chǎn)物或萃取物、酶、微生物生長抑制劑和能夠通過降低口臭而提供有益效果的化合物。
牙齒活性劑是用于抑制或防止在動物牙齒上形成牙齒結(jié)石(牙結(jié)石)和牙斑的任意試劑。合適的牙結(jié)石控制劑包括但不限于晶體生長抑制劑，如可溶解的焦磷酸鹽、三聚磷酸鈉、sodaphos、酸式偏磷酸鈉、可溶解的二膦酸鹽，和某些可溶解的鋅化合物，如氯化鋅；和鰲合劑，如六偏磷酸鈉、羥基羧酸，包括檸檬酸、富馬酸、戊二酸、乙酸、草酸等，及它們的堿金屬鹽，如檸檬酸鈉、檸檬酸鉀等，以及它們的氨基多羧酸衍生物，例如乙二胺四乙酸。其它合適的牙結(jié)石控制劑可包括微生物生長抑制劑和酶，尤其是酶，它們通過抑制在口腔中結(jié)石的沉積或分解結(jié)石形成物來起作用。環(huán)糊精或其它氣味控制組合物或氣味調(diào)節(jié)組合物也可用于本發(fā)明方法的涂層組合物中進行涂敷。
固體添加劑可包括其它組分，如食品級顏料、粘度改性劑、pH調(diào)節(jié)劑等，以理想地影響表面涂層組合物和/或所涂敷的動物食品。
術(shù)語“液體添加劑”是指在25℃時基本上為液體的添加劑，或其水分含量按重量計大于約35％的物質(zhì)。合適的液體添加劑包括，例如水、非水液體、含水的和非水的液體體系(包括液體乳液)、可混溶脂肪的和不可混溶脂肪的液體、和液體包固體的懸浮液或分散體。典型的液體添加劑包括液體的動物消化物、油、水、維生素、氨基酸、蛋白質(zhì)、營養(yǎng)素、油、香味劑、酸化劑、食品級染料組合物和著色劑(如焦糖，它還能提供香味)。液體的動物消化物類似于上述它的固體對應(yīng)物，不同之處在于它是液體或在應(yīng)用時可流動。
表面涂層組合物包括任意含量的液體脂肪、固體添加劑和液體添加劑或其任意組合。表面涂層組合物按重量計典型地包含約1％至約9.95％(可任選地，約35％至約99.95％)的液體脂肪、約0至約60％(可任選地，約1％至約50％)的固體添加劑、和0至約99.95％(可任選地，約0至約80％)的液體添加劑。
如本文所使用的，“表面涂敷”是指例如通過噴霧、浸漬、乳化等方式將表面涂層組合物局部沉積在動物食品上。在一個任選實施方案中，將表面涂層組合物均勻地涂敷到動物食品上，或者得到均勻分布的表面涂層組合物。一個方法是在涂層組合物存在的情況下反復(fù)翻轉(zhuǎn)動物食品。根據(jù)本發(fā)明的方法，可將一層或多層的涂層組合物應(yīng)用到動物食品。
盡管多種美味增強劑和營養(yǎng)添加劑為消費動物提供了平衡食物，但是當(dāng)這些添加劑對加工和環(huán)境條件敏感，以及許多固體添加劑例如前生命期的微生物和牙結(jié)石控制劑在含水的和強酸性的環(huán)境中不穩(wěn)定時，它們還帶來了嚴重的加工問題。尤其是，優(yōu)選的表面涂層組合物的固體添加劑對水分、吸濕性、pH變化和其它加工和環(huán)境條件如熱和機械剪切高度敏感。單獨的液體消化物產(chǎn)生許多這些不理想條件，例如水分、pH等，以至于當(dāng)固體添加劑接觸液體消化物后，固體添加劑會損失了許多需要的效力。
本發(fā)明的方法克服了與分段涂敷和同時涂敷固體添加劑和液體添加劑至動物食品表面相關(guān)的缺陷。例如，通過在液體脂肪內(nèi)包裹或包封固體添加劑，然后加入液體添加劑，本發(fā)明的方法在制備表面涂層組合物的過程中保護了不穩(wěn)定的和敏感的物質(zhì)。例如，前生命期的微生物(“益生菌”)可加入到動物食品的表面，作為營養(yǎng)補充物。當(dāng)固體時，益生菌為休眠狀態(tài)。在液體脂肪中包封前生命期的微生物能保護它們免受水分和營養(yǎng)素例如液體消化物的影響。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在液體消化物中懸浮益生菌可激活微生物，使得它們不再休眠。當(dāng)前生命期的微生物不再休眠時，它們能提前在液體消化物中生長，而不是在動物的腸道內(nèi)生長。微生物的提前生長導(dǎo)致效力的損失。實際上，大多數(shù)前生命期的微生物在到達動物腸道前被破壞了，除非首先在脂肪中封裝。
不僅僅只有益生菌是不穩(wěn)定的或敏感的固體添加劑。其它固體添加劑也對加工和環(huán)境條件不穩(wěn)定或敏感，所述條件包括接觸液體消化物。例如，表面涂層組合物的許多組分對水分、加熱、機械剪切、pH等敏感。優(yōu)選地涂在動物食品表面上的物質(zhì)的一些實施例包括維生素、抗氧化劑、藥物、酶、蛋白質(zhì)、磷酸鹽、草本植物和香味劑，這只是部分物質(zhì)，所述物質(zhì)在加工和環(huán)境條件下敏感或不穩(wěn)定。
還已發(fā)現(xiàn)，強酸性涂層導(dǎo)致了固體添加劑效力的顯著損失，所述固體添加劑對酸性條件或pH變化敏感。例如，已發(fā)現(xiàn)磷酸鹽、益生菌、酶、固體美味劑等會損失許多需要的性質(zhì)，除非它們首先用脂肪包封。脂肪包封保護固體添加劑免受強酸性液體組合物的影響，所述液體組合物由液體消化物和表面涂層組合物組成，最后應(yīng)用到動物食品的表面。因此已發(fā)現(xiàn)，在制造涂有固體和液體添加劑的動物食品表面的過程中，用脂肪包封固體添加劑，然后加入破壞性液體添加劑即液體消化物，基本上可保護固體添加劑的美味性和/或營養(yǎng)價值。
動物食品可以按需要用許多不同的方法制造。例如，寵物食品常常通過擠出蒸煮來制造。固體食物片被引入到表面涂敷儀器中。表面涂層組合物可通過任意適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ糠蟮焦腆w食物片的表面，所述方法包括用表面涂層組合物噴涂、混合或浸漬食物片，以在固體的食物片上提供所需含量的脂肪、固體添加劑和液體添加劑。優(yōu)選地，將表面涂層組合物與固體食物片引入到浸掛包衣機(enrober)中。有助于固體食物片的表面涂敷的設(shè)備類型對本發(fā)明的方法沒有限制性，合適的包衣裝置包括盤式包衣機，由Wenger(Sabetha，Kansas)制造。如果需要，可重復(fù)包衣程序以加入多層表面涂層組合物。
在對固體食物片進行表面涂敷后，被涂敷的食物片被收集起來，然后如果需要，就輸送到轉(zhuǎn)鼓或類似的裝置，在那里被涂敷的食物片反復(fù)翻轉(zhuǎn)以改善涂層的均勻性?？蓪⒈槐砻嫱糠蟮膭游锸称吩俅我氲?浸掛包衣機中，以另外涂敷表面涂層組合物。一旦完成翻轉(zhuǎn)過程，就將被表面涂敷的食物片從轉(zhuǎn)鼓中取出，冷卻到室溫。然后使被表面涂敷的動物食品準(zhǔn)備用于包裝和遞送。
本文提供了利用固體和液體添加劑來進行表面涂敷動物食品的方法，其產(chǎn)生了具有所需的營養(yǎng)價值和美味性的動物食品。通常如
圖1所示，該方法包括混合來自固體物質(zhì)處理體系(2)的添加劑，所述體系(2)按需要使用固體物質(zhì)計量體系(4)來提供給固體/液體混合模件(6)，在那里固體物質(zhì)與來自液體脂肪容器(8)的液體脂肪混合。一旦固體物質(zhì)被充分混合并用液體脂肪涂敷后，就把全部混合物輸送到液-液混合體系(10)，在那里提供了一種或多種液體添加劑(12、14、16)以摻合固體/液體脂肪混合物。
通常用于涂敷寵物粗糧食品的一個實施方案示于圖2。如圖2的略圖所示，集裝袋(2)給食品加工線在線地提供固體。來自集裝袋的固體加入到緩沖槽(4)以處理固體物料，并將所述固體物料引入到混合系統(tǒng)。緩沖槽優(yōu)選地與高位槽和低位槽指示器配合，以測量進入體系的固體物料的流量。固體物料從緩沖槽(4)輸送到重量減輕的或重量減輕差動的加料機(Acrison，Inc.，Moonachie，NJ)，所述加料機測量所需的被在線加入中速/高速剪切混合器(IKA Works，Inc.，Wilmington，NC.，Model MHD5 or MHD10)中的固體物料的量。其它合適的固-液混合模件包括例如那些由Bematek Systems，Inc.(Beverly，MA)和Ross(Hauppauge，NY)制造的裝置。
一旦固體添加劑加入到中速/高速剪切混合器中，它們就與來自液體脂肪箱(10)或液體脂肪源的液體脂肪混合，所述液體脂肪通過計量系統(tǒng)(12)沿食物加工線在線供應(yīng)給混合器。然后將混合的固體物料和液體脂肪通過正位移泵(通過入口壓力控制的可變速的離心泵)輸送，所述泵將混合物泵送至混合歧管(16)，所述歧管(16)與食品加工線連通。固-液脂肪混合物進一步與一種或多種液體混合，所述液體包括例如液體消化物(18)、第二主要液體添加劑(20)和/或微量液體添加劑(28)，所述各種物質(zhì)分別通過計量系統(tǒng)(分別是22、24、30)輸送到混合歧管(16)，以把適量的液體添加劑在線計量加入到食品加工線。一旦固-液脂肪混合物與一種或多種液體混合，就將混合物沿食品加工線在線輸送到高速剪切混合器(Silverson Machines，Inc.，East Longmeadow，MA，Model L150或L200)或者輸送到與其連通的液-液混合器。固-液脂肪混合物可與一種或多種液體添加劑完全混合，以在盤式浸掛包衣機(32)(Wenger，Sabetha，KS)內(nèi)涂敷到食品上。在一個任選實施方案中，混合歧管和高速剪切混合器設(shè)置在浸掛包衣機附近，以降低涂敷前在系統(tǒng)內(nèi)形成粘度的可能。在一個任選實施方案中，浸掛包衣機位于食品加工線的第二末端，液-液混合器設(shè)置在緊靠浸掛包衣機的位置。
固體添加劑，例如固體消化物、固體肉類、益生菌、牙結(jié)石控制添加劑、酵母、維生素、藥物等，與液體脂肪在室溫下混合?；煊幸后w脂肪的固體添加劑的停留時間取決于表面涂層組合物的配方以及加工條件，例如設(shè)備的選擇。許多固體添加劑在有液體添加劑如液體消化物存在時是不穩(wěn)定的?；煊幸后w脂肪的固體添加劑的停留時間應(yīng)足夠長，保證固體添加劑完全懸浮在液體脂肪中，以保護它們在液體混合模件中不受混有液體脂肪-固體添加劑組合物的液體添加劑的影響。例如，在足以保持液體脂肪的流動性的溫度下，將固體添加劑和液體脂肪混合約5分鐘至約60分鐘，可任選地為約10分鐘至約30分鐘，例如15至25分鐘。
微量液體添加劑也能與固體添加劑和液體脂肪在固-液混合模件中混合，只要液體添加劑不會損害所需的固體添加劑的效力。相反地，固體添加劑也能以固體形式或微量液體混合物的形式加入到液-液混合模件中，只要這些固體添加劑在主要或微量液體添加劑中可適當(dāng)?shù)厝芙?。典型的微量液體添加劑包括例如維生素、抗氧化劑、油、染料、著色劑等。在一個任選實施方案中，由于將脂肪和不混溶脂肪的或含水的液體一起混合導(dǎo)致了粘度升高，所以將含水的或不混溶脂肪的液體添加劑加入到液體混合模件中。
所得的液體脂肪-固體添加劑組合物包含液體脂肪和固體添加劑(和可任選的微量液體添加劑)，將所述組合物引入到液體混合模件中，在那里使固體添加劑懸浮在液體脂肪中。液體混合模件優(yōu)選地由混合歧管、所有流體(液體脂肪-固體添加劑組合物、液體消化物和所有其它的液體)進入歧管的入口、液-液混合器，優(yōu)選關(guān)閉的加壓混合系統(tǒng)、和總表面涂層組合物的一個出口組成?；旌掀绻芎突旌掀魇潜绢I(lǐng)域熟知的，本發(fā)明的方法不依賴用于實施該方法的設(shè)備選擇。合適的混合歧管包括，例如那些由Silverson Machines，Inc.(East Longmeadow，MA)制造的設(shè)備，即Silverson Model L150或L200。
在液體混合模件中，液體添加劑如液體消化物、油、酶、酸化劑等與固體混合模件的液體脂肪-固體添加劑組合物在液體混合歧管中混合。在這個階段，應(yīng)將固體添加劑用液體脂肪充分包封或包裹，以保護固體添加劑的穩(wěn)定性和敏感性不受破壞性液體的影響。液體混合歧管的溫度應(yīng)足以維持脂肪載體的流動性，優(yōu)選與固-液混合器中保持的溫度相同。在混合歧管中的液體脂肪-固體添加劑組合物和液體添加劑的停留時間都應(yīng)足夠長，以將液體添加劑引入到液體脂肪-固體添加劑組合物中。
從液體混合歧管流出的液體包括液體脂肪、固體添加劑和液體添加劑，所述液體被引入到混合器中以將液體脂肪-固體添加劑組合物和液體添加劑混合在一起，例如剛好在包衣或涂層工序前。液體脂肪-固體添加劑組合物和液體添加劑可通過任意常規(guī)方式混合，以混合、摻合或攪拌含有懸浮固體的組合物。然而，優(yōu)選在高速剪切混合器中混合，因為所得的表面涂層組合物的粘度是高度粘稠的。
當(dāng)含水的或不混溶脂肪的液體添加劑如液體消化物與液體脂肪-固體添加劑組合物混合時，所得混合物的粘度顯著增加了。然而，不希望把混合物加熱至顯著超過脂肪的熔化溫度來降低粘度，這是考慮到高加工費用和安全性因素。另外，在高溫下加熱表面涂層組合物將損害固體和液體添加劑的香味和營養(yǎng)價值。例如，已知維生素在加熱后基本上會變質(zhì)。前生命期的微生物液也對加熱敏感。在混合裝置內(nèi)組合物的停留時間應(yīng)足夠長以混合組合物，使其粘度充分增加。在一個任選實施方案中，在混合裝置內(nèi)組合物的停留時間為約1分鐘至約30分鐘，在另一個任選實施方案中停留時間為約5分鐘至約15分鐘，在另一個任選實施方案中停留時間還可以為約8分鐘至約12分鐘，例如10分鐘。
本方法的實施者將發(fā)現(xiàn)，將液體混合模件設(shè)置在靠近包衣裝置的位置會有利于表面涂敷固體的動物食品。另外，模件沿相同的加工線設(shè)置，這與“批式”生產(chǎn)物料的設(shè)置相反。液體混合模件和包衣裝置的緊密靠近減少了表面涂層組合物在管和泵中的停留時間，所述管和泵將液體混合模件連通至包衣裝置，從而避免了表面涂層組合物顯著改變粘度而使泵無用的風(fēng)險。
實施例在寵物粗糧食品的表面提供乳酸桿菌和雙歧桿菌，其濃度為每毫升涂敷組合物中106個活微生物。簡而言之，微生物作為冷凍固體的培養(yǎng)物提供，得到的固體物料與液體脂肪在固-液脂肪混合模件中混合。在IKA中速/高速剪切混合器中在線混合后，將固-液脂肪混合物在線輸送到混合歧管，在那里它與液體消化物混合，所述液體消化物由Applied Food Biotechnology，Inc.(Fenton，MO)提供。然后將固-液脂肪-液體消化物組合物在線輸送到高速剪切Silverson混合器(Silverson Machines，Inc.，East Longmeadow，MA)，在涂敷到粗糧表面之前進行完全混合。Silverson混合器設(shè)置在緊密靠近浸掛包衣機的位置。
本方法還提供了牙結(jié)石控制劑-六偏磷酸鈉，已知當(dāng)六偏磷酸鈉與液體混合時具有顯著的粘性，所述六偏磷酸鈉按重量計以約0.4％的濃度均勻涂敷到粗糧的表面。六偏磷酸鈉作為干成分與液體脂肪混合。在IKA混合器中混合六偏磷酸鈉后，將混合物輸送到混合歧管與液體消化物混合，所述液體消化物由AppliedFood Biotechnology提供。然后將該混合物輸送到Silverson高速剪切液體混合器，在用其表面涂敷粗糧之前將其完全混合。
本文引用的所有文獻，包括公開出版物、專利申請和專利，以相同程度被包含參考，如同各篇文獻被單獨和特別地指明而被包含參考，并將其全文引入本文。
在描述本發(fā)明的上下文中(尤其是在下面的權(quán)利要求書中)，使用的術(shù)語“一個”和“所述”及相似的討論應(yīng)理解為同時包括一個和多個，除非本發(fā)明另有說明或由上下文明確否認。本文對值的范圍的引用僅用作單獨參考在該范圍內(nèi)的各個不同值的簡化方法，除非另有說明，各個不同值包含在本說明書中，如同它被本文單獨引用。本文所述的所有方法能夠以任意合適的順序?qū)嵤?，除非另有說明，或另外由上下文明確否認。本文所用的任意和所有的實施例或示例性語言(例如“如”)僅為了更好地說明本發(fā)明，而不是用于限制本發(fā)明的范圍，除非另有說明。在說明書中的任何語言都不應(yīng)理解為將任意未要求保護的元素解釋成實施本發(fā)明的必需元素。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案已在本文描述，包括本發(fā)明人所知的實施本發(fā)明的最好方式。當(dāng)然，通過閱讀上述說明，這些優(yōu)選實施方案的變體對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的。本發(fā)明人希望本領(lǐng)域的技術(shù)人員適當(dāng)?shù)貙嵤┻@些實施方案的變體，并且希望以不同于本文具體指出的方式來實施本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括本文所附權(quán)利要求書中引用主題的所有變化和等價物，如申請法所允許的。并且，在其中所有可能的變化中，上述元素的任意組合包括在本發(fā)明中，除非另有說明或由上下文明確否認。
權(quán)利要求
1.方法，所述方法包括將液體脂肪和固體添加劑沿加工線在線混合，以形成液體脂肪-固體添加劑組合物；將至少一種液體添加劑與所述液體脂肪-固體添加劑組合物沿所述加工線在線混合，以形成表面涂層組合物；沿所述加工線在食物物質(zhì)的外表面上涂以所述表面涂層組合物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液體脂肪和所述固體添加劑的在線混合包括將前生命期的微生物與所述液體脂肪混合。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項所述的方法，所述方法還包括在將至少一種液體添加劑與所述液體脂肪-固體添加劑組合物沿所述加工線在線混合之前，將固體添加劑包裹或包封在所述液體脂肪中。
4.如權(quán)利要求1、2或3中任一項所述的方法，所述方法還包括在沿所述加工線在所述食物物質(zhì)外表面上涂敷所述表面涂層組合物之前，將至少一種液體添加劑與所述液體脂肪-固體添加劑組合物沿所述加工線在線混合。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中所述液體脂肪和所述固體添加劑的在線混合包括將牙結(jié)石控制添加劑與所述液體脂肪混合。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中所述液體脂肪和所述固體添加劑的在線混合包括混合選自肉類固體、干的動物消化物、美味劑、維生素、抗氧化劑的固體添加劑，以及它們的任意組合。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其中所述液體脂肪和所述固體添加劑的在線混合包括將所述固體添加劑與液體的動物消化物混合。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其中所述液體脂肪和所述固體添加劑的在線混合包括將所述液體脂肪與固體添加劑混合，所述固體添加劑在有所述液體添加劑存在時是不穩(wěn)定的。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其中所述液體脂肪和所述固體添加劑的在線混合包括將所述固體添加劑與包括微量液體的液體脂肪混合，其中所述固體添加劑在所述微量液體中是穩(wěn)定的或?qū)τ谒鑫⒘恳后w是不敏感的。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其中所述液體脂肪和所述固體添加劑的在線混合包括混合對加工或環(huán)境條件敏感的所述固體添加劑。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述加工或環(huán)境條件選自水分、吸濕性和pH值的變化。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其中對所述外表面的涂敷包括連續(xù)或均勻地將所述表面涂層組合物涂敷到所述食物上。
13.方法，所述方法用于保護固體添加劑在接觸液體動物消化物時免受水分、吸濕性和pH值變化的影響，所述方法包括用脂肪包封所述固體添加劑，以提供脂肪包封的固體添加劑，其中當(dāng)接觸到所述液體動物消化物時，能夠保護所述固體添加劑免受水分、吸濕性和pH值變化的影響。
14.裝置，所述裝置包括與至少一個固體添加劑源和至少一個液體脂肪源相連的食品加工線；與固-液混合裝置連通的所述固體添加劑源和所述液體脂肪源，所述固-液混合裝置與食品加工線相連；在遞送到涂敷裝置的位置與所述食品加工線連通的液-液混合裝置；和與所述液-液混合裝置連通的液體添加劑源。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述液-液混合裝置設(shè)置在緊靠所述涂層裝置的位置。
16.如權(quán)利要求14或15中任一項所述的裝置，所述裝置還包括浸掛包衣機，其中所述食品加工線具有第一末端和第二末端，所述浸掛包衣機設(shè)置在所述第二末端，所述液-液混合裝置設(shè)置在與所述浸掛包衣機相鄰的位置。
17.如權(quán)利要求14至16中任一項所述的裝置，所述裝置還包括與所述食品加工線相連的泵，所述泵位于所述固-液混合裝置和所述液-液混合裝置之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于制備動物食品的表面涂層組合物的方法和裝置。該方法包括沿食品加工線在線混合液體脂肪和固體添加劑，得到液體脂肪－固體添加劑組合物，然后將所述組合物與液體添加劑混合，形成表面涂層組合物。將該表面涂層組合物涂敷到食品上。
文檔編號A23K1/18GK1610512SQ02814928
公開日2005年4月27日 申請日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月23日
發(fā)明者埃弗塔·索凱, P·包伊布爾 凱瑟林 申請人:愛默思公司