[发明专利]稳定化的碳酸氢钾与低钠膨松组合物

说明书

本发明涉及稳定化的碳酸氢钾并涉及用于烘焙的包含碳酸氢钾的低钠膨松组合物。

碳酸氢钠传统上在烘焙行业中被用作膨松剂。然而对食物中高含量钠的健康问题的担忧已经开始推动开发碳酸氢钾作为替代选择。普通的未研磨的市售碳酸氢钾具有约500μ的平均粒度(以D50表示，即能截留50%重量样品的筛孔尺寸)。这对于用于面团来说过粗，会引起最终烘焙产品中的局部变色(discolouration)，即熟知的起斑。

起斑是由面团制备的产品所特有的问题，其原因在于面团相对于面糊的较低流动性。面团可被限定为膏状物，其固体重量超过液体重量，而面糊为流体，其液体重量超过固体重量。面团产品中可见的起斑在碳酸氢盐包含显著比例的大于约200μ的粒子时发生。然而我们发现即使是小到不足以导致可见起斑的粒子也能引起面团中局部碱度浓集，这对最终产品的贮藏性质产生不利影响。为避免这些问题，我们认为碳酸氢盐应优选具有非常精细的粒度，理想情况下基本上全部小于250μ。

精细研磨的碳酸氢钾的一个主要问题是贮藏稳定性。不同于正常温度下相对稳定的碳酸氢钠，碳酸氢钾具有吸湿性，会在贮藏时发生结块。粒度越小结块越严重，而非常精细研磨的产品可能在大气湿气中暴露仅仅几小时后就由于结块变得不可用。这个问题在托盘运送的产品中特别严重，所述托盘运送的产品中的一部分承受显著的压力。此外非常精细研磨的产品还会导致粉尘问题。

进一步的问题是当与酸化剂混合时产品的化学不稳定性，例如当被结合入烘焙粉共混物或自膨发面粉时。这导致在环境温度下静置的二氧化碳的提前释放。这个问题在用于特殊饮食需求人群的无谷蛋白产品中特别严重。我们认为存在于小麦面粉中的碳水化合物倾向于抑制碳酸氢盐的分解。

目前有两种方法用于在工业上减轻这些问题中的第一个。根据这些方法中在US 5 552 084中描述的一个，将用于烘焙的碳酸氢钾与氧化镁混合。氧化镁与该碳酸氢盐反应在粒子表面形成碳酸镁，这保持了碳酸氢盐粒子的隔离。然而这种方法有多种缺点。它没有完全克服所有前述的问题。特别是它没有克服在烘焙粉中的稳定性问题。此外，当对具有足够精细粒度的碳酸氢盐实施处理以防止起斑时，产品具有较低的堆密度，这增加了贮藏、运输和包装的成本。

已有的备选方法是加入例如二氧化硅的干燥剂，该干燥剂抑制结块并优先吸收湿气。然而二氧化硅不能防止烘焙粉中的碳酸氢盐的降解，且对共混物的物理性质具有不利影响。为了将结块控制至可接受程度，精细分散的碳酸氢钾需要超过正常用量的二氧化硅水平。当将这样的产品加入烘焙粉时，烘焙粉的流动会过于自由。

除用于烘焙之外，还有许多其它需要精细粒度的碳酸氢钾的应用，例如，为改善可分散性、提供更大的表面积和增强的催化活性。因此本发明与这些应用有关。所述应用包括干化学灭火器、杀真菌剂、动物饲料补充物、聚合与脱氢反应催化剂、泡腾剂、用于例如食物或土壤的pH调节剂、用于从烟气中除去酸性气体的香烟过滤嘴和用于速干水泥的加速剂。

通常已知使用惰性密封剂包覆可以稳定粒子以对抗降解和结块，但这项技术有显著缺陷，妨碍了生产碳酸氢钾膨松剂的技术人员考虑将其作为解决上述问题的可行方案。特别是，有效的保护作用通常需要相对大量的密封剂，这增加了粒度。封装常常会抑制被封装产品的活性。此外，它常常需要专门的成套设备，且实施起来常常较昂贵。

本领域中反对包覆或封装的偏见在US 5 225 225(托马斯等)得到反映，其描述了混合碱金属碳酸氢盐和设计成在烘焙期间为二氧化碳释放提供成核位点的多种添加剂。托马斯提到，她的混合物不涉及包覆碳酸氢盐，且强调非剪切混合方法的使用，该方法将任何包覆底物的倾向减至最小。

我们现已发现阴离子或两性表面活性剂(特别是金属皂)为精细研磨的碳酸氢钾提供有效的抗结块包覆层，这比氧化镁更具成本有效性且在粒度足够小以防止起斑的情况下使产品具有可接受的堆密度。

特别是，我们已发现在酸化剂的存在下，被包覆的碳酸氢盐提供的膨松组合物具有改善的稳定性(甚至是在无谷蛋白的产品中)，且同时相较于包含高含量二氧化硅的组合物具有更好的流动性质。

全文中提及的“被包覆的碳酸氢盐”是指碳酸氢钾，所述碳酸氢钾被施用了阴离子或两性表面活性剂的至少部分包覆层，所述包覆层足以抑制碳酸氢盐在贮藏时的结块和/或碳酸氢盐/酸化剂共混物的降解。这通常无需完全封装即可实现。