阅读说明：本技术 可食用进食装置以及制作方法 (Edible eating device and manufacturing method ) 是由 M.巴加特 R.扎法里 于 2019-06-17 设计创作，主要内容包括：提供了用于可食用进食装置(例如,勺)中的成分。所述成分包括面粉混合物和液体,所述面粉混合物包括麸质面粉和非麸质面粉。提供了制作可食用进食装置的方法。所述方法包括：提供以生面团的形式的成分,所述成分包括液体和面粉混合物,所述面粉混合物包括麸质面粉和非麸质面粉；以及将所述成分模制成三维弯曲形状可食用进食装置。进食装置包括成分,所述成分包括液体和面粉混合物,所述面粉混合物包括麸质面粉和非麸质面粉。进食装置是三维形状,并且是可食用和可生物降解的。(Ingredients for use in an edible eating device (e.g., spoon) are provided. The ingredients include a flour mixture including gluten flour and non-gluten flour and a liquid. Methods of making edible eating devices are provided. The method comprises the following steps: providing ingredients in the form of a dough, the ingredients comprising a liquid and a flour mixture, the flour mixture comprising gluten flour and non-gluten flour; and molding the composition into a three-dimensionally curved edible eating device. The feeding device includes ingredients including a liquid and a flour mixture including gluten flour and non-gluten flour. The feeding device is three-dimensional in shape and is edible and biodegradable.)

可食用进食装置以及制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求来自于2018年6月18日在美国专利商标局中提交的美国临时专利申请第62/686,233号的优先权。其公开以其整体通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及进食装置的领域，特别是可食用进食装置以及制作方法。

背景技术

一次性使用塑料品（例如，塑料袋、吸管和搅拌件以及其它）被使用数秒、数分钟或数小时，但是通常最终位于垃圾填埋场和海洋中。在公众中已产生的担心是，塑料品可浸出有毒化学物质，污染食物链，或断裂成塑料微粒（小于5毫米长度的小塑料片），所述塑料微粒对于海洋生物和人类健康具有影响。在美国，已报道的是，每年使用超过400亿件塑料餐具。世界经济论坛报道的是，到2050年，海洋将包括比鱼更多的塑料。

目前市场上存在有两种类型的一次性使用勺。为了是环境可持续的，产品需要利用可再生资源生产，并且对于寿命终止具有可持续选项。例如，传统塑料品不生物降解，并且不由可再生资源制成，因为其从石油衍生。可堆肥材料有时由可再生资源（例如，玉米）制成，但是不生物降解。

回收通常被证明是低效的，因为大约70%的塑料瓶不被回收，并且曾经已产生的所有塑料品以某些形式存在。可食用进食装置（例如，勺、叉和叉勺）对于塑料品是可选物，并且可堆肥装置可被食用，并且如果被丢弃则可迅速生物降解。然而，生产此类可食用进食装置的目前尝试已导致的是，产品迅速失去其结构完整性，包括大量糖，是昂贵的或对于批量生产是低效的。附加地，用于可食用餐具的许多配方不利于大规模生产。由木质素和glycix产生可生物降解聚合物的尝试不是成本有效的，并且特别是在实验室设定中仅已以少量合成。

因此，存在有对于生产进食装置的过程的需要，所述进食装置是可食用的、可生物降解的、由可再生资源制成的、可批量生产的和成本有效的。

发明内容

在本发明的实施例中，提供了适于形成为三维可食用装置的成分。

在本发明的实施例中，提供了制作三维可食用装置的方法。

在本发明的实施例中，三维可食用进食装置是以食物处理用具的形式，例如，勺、叉勺、叉、刀、筷子、吸管、盘、杯子、碗以及其它配置。

本发明的其它适用领域将从下文中提供的详细描述中变得显而易见。应理解的是，详细描述和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但是仅旨在用于说明目的，并且不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本发明将从详细描述和附图中变得被更全面地理解，所述附图不一定按比例，其中：

图1是根据本发明以勺的形式的可食用进食装置的照片。

图2是根据本发明以勺的形式的可食用进食装置的照片。

图3A是勺的透视图，示出了勺的长度。

图3B是勺的透视图，示出了勺的宽度。

图4A是汤勺的透视图，示出了汤勺的长度。

图4B是汤勺的透视图，示出了汤勺的宽度。

图5示出了计算机辅助设计(CAD)勺模具的底部视图。

图6是CAD汤勺的透视图。

图7是在负荷下的样本的示意图。

图8是对于巧克力样本（样品1）的力-位移图。

图9是对于巧克力样本（样品2）的力-位移图。

图10是对于巧克力样本（样品3）的力-位移图。

图11是对于原味样本（样品1）的力-位移图。

图12是对于原味样本（样品2）的力-位移图。

图13是对于原味样本（样品3）的力-位移图。

图14是对于番茄罗勒口味样本的力-位移图。

图15是示出对于不同样品的吸水百分比(%)随时间的图。

具体实施方式

本发明实施例的以下描述本质上仅是示例性的，并且不以任何方式旨在限制本发明、其应用或使用。本发明具有广泛潜在应用和实用性，其被设想适用于广泛范围的产业。本文仅通过示例的方式提供以下描述，用于提供本发明可行公开的目的，但是不限制本发明的范围或实质。

在本发明的实施例中，提供了适于形成为三维可食用进食装置的成分，所述三维可食用进食装置也可互换地被称为三维可食用食物处理装置。本发明的三维可食用进食装置优选地基于谷物和/或基于面粉（flour）。基于谷物指的是从谷物衍生的任何成分，所述谷物由dictionary.com限定为“小、坚硬的种子，特别是植物的种子，例如，小麦、玉米、黑麦、燕麦或粟”。基于面粉指的是从面粉衍生的任何成分，所述面粉由dictionary.com限定为“由精细研磨的小麦组成的产品；以及：由另一谷物或食物产品制成的类似产品”。

在本发明的实施例中，所述成分包括面粉和液体。优选地，液体是水。优选地，所述成分包括面粉混合物。面粉类型的非限制性示例包括但是不限于米粉、小麦粉、粟粉、甜高粱粉、蛋糕粉、白面包粉、大麦粉、通用粉、苋菜粉、白米粉、竹芋粉、马铃薯粉、马铃薯淀粉、杏仁粉、玉米粉、自发粉和其组合。优选地，面粉是有机的。优选地，小麦粉是全麦粉。

在面粉的使用方面上，选择麸质面粉（蛋白质键/基质）与非麸质面粉的比例，以确保最终产品的结构完整性。所述比例可基于面粉的选择而变化，因为每种面粉具有其自身材料特性。非麸质面粉与麸质面粉的有效比例的非限制性示例是1.5至3（非麸质）:1（麸质）。

面粉混合物需要在延展性（生面团伸展多长）和弹性（其多快恢复到其原始形状）之间具有适当平衡。非麸质面粉的非限制性示例包括但是不限于米粉、粟粉、甜高粱粉、蛋糕粉、大麦粉、苋菜粉、白米粉、竹芋粉、马铃薯粉、马铃薯淀粉、杏仁粉、玉米粉、无麸质自发粉。麸质面粉的非限制性示例包括但是不限于蛋糕粉、白面包粉、通用粉、自发粉。

所述成分还可包括其它组分，包括但是不限于调味品（湿和/或干）、着色剂、活性小麦麸质、油、黄原胶、抗坏血酸、盐、糖、粉末（例如，可可粉末）、防腐剂（包括天然防腐剂，例如，抗坏血酸和迷迭香油）。

调味品的非限制性示例包括但是不限于蜂蜜、香草、巧克力、枫糖、水果、坚果奶、椰奶、冷榨果汁、果汁、浓缩果汁、甘蔗汁、牛奶、米糖浆、木薯糖浆、龙舌兰（糖浆或花蜜）、金黄糖浆、麦芽糖浆、任何酒精、含咖啡因咖啡、无咖啡因咖啡、玫瑰糖浆、棕榈蜂蜜。图1是根据本发明以勺的形式具有蜂蜜香草口味的可食用进食装置的照片。图2是根据本发明以勺的形式具有黑巧克力口味的可食用进食装置的照片。

图3A是勺的透视图，示出了勺的长度。图3B是勺的透视图，示出了勺的宽度，其具有以毫米(mm)显示的尺寸。

图4A是汤勺的透视图，示出了汤勺的长度。图4B是汤勺的透视图，示出了汤勺的宽度，其具有以毫米显示的尺寸。

在本发明的实施例中，提供了制作三维可食用装置（例如，勺）的方法。

所述方法总体上包括获得根据本发明的成分的组分，将面粉和任何其它干原料混合在一起。可使用盐和糖以增强味道。可添加粉末或其它干调味品（例如，可可粉末），以改变可食用装置的味道。

在将干原料混合在一起之后，所述方法包括将水添加到混合物，以形成生面团，并且揉捏生面团。可使用食物混合器，以助于确保生面团接收均匀量的水。揉捏可由手或由机器完成。发生生面团的揉捏，以确保麸质形成蛋白质基质，并且改进烘焙产品的结构完整性。过度揉捏（总体上15+分钟）可导致在加热过程期间在勺中的裂缝，并且揉捏不足产生易碎的勺。

所述方法可包括将任何其它可食用液体添加到干原料，例如，枫糖浆或龙舌兰糖浆。其它液体或调味品可代替水。

所述方法包括擀压生面团。生面团被擀压成所期望厚度的薄片，所述所期望厚度例如大约三(3)cm至七(7)cm厚。擀压辊可助于确保生面团厚度均匀。在擀压之后，发生了将薄片切割成所期望的二维形状。可切割任何形状。多余生面团被回收，并且重新使用。

所述方法包括将被定形的生面团片***在具有顶部和底部的模具中，并且模制生面团，以形成三维定形的物体或装置。优选地，生面团被压缩模制，以产生三维形状。在勺的情况下，例如，勺具有三维弯曲形状。

用于模制勺的先前尝试类似于抹刀，而不是勺。典型食物制造过程产生具有至少一个平坦侧的产品（奥利奥、动物饼干等）。本发明的可食用勺在手柄和头部之间具有明显弯曲，类似于其代替的塑料勺。

例如，可通过在标准对流烤箱中使用单一腔室CNC（计算机数字控制）模具而产生所述模具。本发明的模制过程与在烘焙品的生产中涉及的其它机械加工技术（例如，隧道式烤箱、冷却架和传送带）兼容。模具自身可由本领域技术人员已知的任何（多种）方法生产。优选地，模具被设计成用于生产三维形状的进食用具，例如勺、叉勺、叉或吸管。图5示出了计算机辅助设计(CAD)勺模具的底部视图。图6是CAD汤勺的透视图。

所述方法包括在生面团硬化之前从模具移除余料（flash），所述余料是多余生面团。用于制造产品的精确温度和循环时间可根据生面团的最终成分而变化。例如，对于12分钟至25分钟的持续时间在从315华氏度到475华氏度的温度范围下烘焙勺。然而，需要低百分比的水（通常小于10%），以确保最终物体或装置具有适当贮藏寿命。

在本发明的实施例中，三维可食用装置包括本发明的成分，并且用于进食和/或饮用。本发明的装置是可食用、可生物降解、三维、模制食物产品，所述食物产品也是进食和/或饮用装置。所述装置可以餐具的形式，包括但是不限于勺、汤勺、叉勺、叉、刀、筷子和盘以及其它配置。所述成分可用于制造其它可食用、可生物降解装置，包括但是不限于吸管和杯子。

与可堆肥一次性使用产品和传统塑料品相比，本发明的可食用装置是更加可持续的。本发明不依赖于产生堆肥基础设施，用于可持续处理。

本发明的可食用装置具有可销售到广泛消费者受众的营养概况，因为本发明的可食用装置比来自海藻的可食用杯子具有更少量的糖，例如，其已导致产品具有在单个单位中15g以上的糖和大量蛋白质（例如，每勺在2g至4g之间）。根据可食用进食/饮用装置的类型，本发明的餐具可包括高达80%质量的蛋白质。

本发明的装置可被模制成三维形状，而当与热和冷液体一起使用时不失去其结构完整性。产品在热液体中是耐用和持久的，但是软到足以食用。本发明的可食用装置的结构完整性模仿其代替的塑料进食装置的形式和功能。勺可在70摄氏度（158华氏度）的水中持续至少20分钟，并且维持良好使用（不变性、不变形），其在冰淇淋中持续至少20分钟，所述冰淇淋具有6至10华氏度或-14.4至-12.2摄氏度的平均温度。

不同于可堆肥产品和传统塑料品，本发明的装置由可再生资源制成，并且可生物降解，并且例如可在大约几周中生物降解。本发明的可食用装置实现可持续闭环。本发明的可食用装置利用可再生资源生产，并且可被可持续地处理。

本发明的可食用装置可作为零食食用，或可由已知废物处理方法处理。

示例1

根据以下方法制备以勺的形式的可食用进食装置。

如所描述的，将1/3杯全麦粉、1/3杯有机糙米粉、和1/3杯有机粟粉、¼茶勺食盐、¼茶勺黄原胶、1/8茶勺抗坏血酸和1茶勺活性小麦麸质倒入到混合碗中。根据模具的尺寸和形状以及勺的厚度，使用这些测量值以生产4或5个勺。在此阶段处添加任何调味品。

将大约6.5汤勺的水添加到面粉混合物，每次1汤勺，同时混合生面团。递增地添加水，以确保生面团被均匀混合，同时水和面粉反应。生面团是湿润但是光滑的。虽然可使用食物混合器，但是在此示例中由手混合生面团。

由手揉捏生面团达5分钟。这在生面团中产生蛋白质混合物模式，并且强化麸质键，所述麸质键在最终产品中产生强度。

生面团静置达大约45分钟，使得麸质键可变得牢固。

通过擀压辊而将生面团擀压（以4个阶段）成0.5cm (5mm)厚的薄片。

使用塑料模切（die cut）而以模具的形状切割出生面团。模具的内部涂覆有植物油，以防止粘连。

利用顶部和底部勺模具而夹持生面团（5mm厚）。打开模具，并且切割出任何多余余料。

关闭模具，并且利用四个2-英寸McMaster夹具夹持模具。用于勺的生面团被夹入：底部模具、生面团薄层和顶部模具。模具将生面团勺密封就位，并且在加热过程期间防止其膨胀。其还在烘焙期间保护勺免于移动。夹具施加大约800磅的压力，以确保勺被烘焙成形。

勺模具被放置在预加热对流烤箱中在425华氏度下达3分钟。使用对流烤箱，以在烘焙过程期间确保生面团均匀展开。移除模具，移除夹具，并且打开模具。切割出任何最终余料。

勺和模具被放置（无夹具）到对流烤箱中在350华氏度下达二十分钟。更低烘焙时间允许勺硬化。在烤箱之外花费的时间被最小化，使得能量被用于烘焙勺。

勺和模具被放置（无夹具）到最终烘焙阶段中在对流烤箱中在170华氏度下达5分钟。这在最终烘焙阶段中允许勺呈现均匀着色并且硬化。

从模具中移除勺，并且允许勺冷却到室温。这花费大约20分钟。勺被冷却以硬化。

勺被包装，以保持新鲜度。成品勺中的一个的长度和重量分别是5.5英寸和10g。

表1：组分来源

水
	Swarna全麦粉（石磨）
Red Mill有机糙米粉
	Red Mill有机粟粉
活性小麦麸质
	植物油
黄多醣胶
	抗坏血酸
食盐

表2 - 勺的成分：

水	6.5汤勺	28.00%
			全麦粉	1/3杯	22.98%
有机糙米粉	1/3杯	22.98%
			有机粟粉	1/3杯	22.98%
活性小麦麸质	1茶勺	1.44%
			植物油	½茶勺	0.72%
黄原胶	¼茶勺	0.36%
			盐	¼茶勺	0.36%
抗坏血酸	1/8茶勺	0.18%
			总计	1.45杯	100%

示例2

进行3点弯曲测试（其为普通材料测试，并且涉及广泛范围的负荷）。样品在每个端部上被支撑，同时负荷被施加到其中间（3点弯曲）。数据从测试中获取。

此测试输出力-位移曲线。在断裂的时刻时，在施加力中存在有降低，因为不再存在有阻力。图7显示了样本在负荷P下在点B处的示意图。样品具有端部点A和C以及中间点B。如所显示的，样品或样本具有长度L和尺寸b和d。

可施加到样本的最大弯曲应力由以下等式确定：

其中，是在断裂之前的最大负荷，L是样本的长度，b是样本的宽度，d是样本的厚度。

结果如下：

巧克力样品1：

巧克力样品2：

巧克力样品3：

平均值 = 23.86 N， 方差 = 0.775。

图8、9和10显示了对于三个样本的力-位移图。图8是对于巧克力样本（样品1）的力-位移图。图9是对于巧克力样本（样品2）的力-位移图。图10是对于巧克力样本（样品3）的力-位移图。

测试了原味样本。图11是对于原味样本（样品1）的力-位移图。图12是对于原味样本（样品2）的力-位移图。图13是对于原味样本（样品3）的力-位移图。

原味样品1：

原味样品2：

原味样品3：

平均值 = 26.26 N， 方差 = 2.215。

测试了具有番茄罗勒口味的调味样本。图14是对于番茄罗勒样本的力-位移图。

番茄罗勒样品：。

结果显示的是，在具有长度为4cm的样本的中间中，最大施加力在23N至28N的范围中。

示例 - 吸水测试

进行了吸水测试。在开始时，样品被称重，而后，其被放入水中，并且每5分钟其被称重，以计算其随着时间的吸水量。

表3显示了所实现的结果：

样本	干	5 分钟	10分钟	15 分钟	20 分钟	25 分钟	30分钟	35 分钟	40 分钟	45 分钟	50 分钟	55分钟	60分钟
														巧克力	5.47	6.05	6.2	6.3	6.34	6.41	6.5	6.56	6.67	6.75	6.87	6.99	7
原味	5.11	5.69	5.86	6.04	6.08	6.15	6.36	6.46	6.55	6.67	6.74	6.81	6.86
														番茄罗勒	4.9	5.54	5.72	5.84	5.95	6.04	6.11	6.2	6.28	6.32	6.37	6.45	6.52

图14是示出对于不同样品的吸水百分比(%)随时间的图。

根据图14，与原味和番茄罗勒样品相比，巧克力样品在水中更好地反应，并且吸收更少水。

因此，由本领域技术人员将容易理解的是，本发明可允许广泛实用性和应用。除了本文描述的那些之外，本发明的许多实施例和适应例以及许多改变、修改和等同布置将从本发明和其前述描述中显而易见，或由本发明和其前述描述合理地得出，而不从本发明的实质或范围偏离。相应地，虽然本文已相对于其优选实施例详细描述了本发明，但是应理解的是，本公开仅是本发明的说明性和示例性的，并且仅用于提供本发明的完整和可行公开的目的而做出。前述公开不旨在或不被理解成限制本发明，或以其它方式排除任何此类其它实施例、适应例、改变、修改和等同布置。