采用可食用墨水的喷墨打印.pdf

本发明广泛涉及打印方法。具体地讲，本发明涉及利用可食用墨水的打印方法。本发明一方面涉及利用喷墨打印装置将可食用墨水打印到材料上。该材料可以是可食用材料。墨水可包含着色剂、至少30％水、至少25％碳水化合物甜味剂，并且无二醇和三醇。本发明另一方面是利用将可食用墨水打印到材料上的方法可得到的打印食品。

1.  在材料上打印的方法，其包含利用喷墨打印装置，将可食用墨水施用至材料上，其中墨水包含着色剂、至少30wt.％水、至少25wt.％碳水化合物甜味剂，并且墨水无二醇和三醇。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中材料是可食用材料。

3.  根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中碳水化合物甜味剂选自单糖、二糖、寡糖、糖醇及其组合。

4.  根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中碳水化合物甜味剂包含至少两种不同的糖化合物。

5.  根据权利要求1-4中任何一项所述的方法，其中墨水是无一元醇的。

6.  根据权利要求1-5中任何一项所述的方法，其中墨水在30℃的粘度是3mPa.s至40mPa.s。

7.  根据权利要求1-6中任何一项所述的方法，其中着色剂来自天然来源。

8.  根据上述权利要求中任何一项所述的方法，其中着色剂选自胭脂树红、卡红、叶绿酸铜、螺旋藻、米淀粉、植物碳、甜菜红碱、花青苷、β-胡萝卜素、焦糖、麦芽、红辣椒、叶黄素、姜黄根及其组合。

9.  根据权利要求1-8中任何一项所述的方法，其中墨水的含水量是30wt.％-60wt.％，且墨水的碳水化合物甜味剂含量是40wt.％-70wt.％。

10.  根据权利要求1-9中任何一项所述的方法，其中至少95wt.％的碳水化合物甜味剂是果糖、葡萄糖和蔗糖的混合物；且蔗糖与葡萄糖的比率是2.2:1-3.2:1，且蔗糖与果糖的比率是0.9:1-1.9:1。

11.  根据权利要求1-9中任何一项所述的方法，其中至少95wt.％的碳水化合物甜味剂是蔗糖和葡萄糖的混合物；且蔗糖与葡萄糖的比率是2.2:1-3.2:1。

12.  根据权利要求1-9中任何一项所述的方法，其中至少95wt.％的碳水化合物甜味剂是果糖和葡萄糖的混合物；且果糖与葡萄糖的比率是 1.4:1-2.4:1。

13.  根据上述权利要求中任何一项所述的方法，其中墨水由着色剂、至少30wt.％的水和至少25wt.％的碳水化合物甜味剂构成。

14.  通过将食品进行权利要求1-13中任何一项的方法可得到的打印食品。

15.  根据权利要求14所述的打印食品，其中所述食品是甜食产品、饮食补充片剂或胶囊剂、早餐谷物、冰淇淋或蛋糕。

采用可食用墨水的喷墨打印
本发明广泛涉及打印方法。具体地讲，本发明涉及采用可食用墨水打印的方法。本发明一方面涉及利用喷墨打印装置将可食用墨水印到材料上。该材料可以是可食用材料。墨水可包含色素、至少30wt.％水、至少25wt.％碳水化合物甜味剂，并且无二醇和三醇。本发明的另一方面是通过将可食用墨水打印在材料上的方法可得到的打印食品。
喷墨打印技术是在各种表面上打印数字图像的可信、快速和方便的方法。其具有作为美化食品的方法的巨大潜能，因为其可产生高质量的图像，而不需要接触食品的着色剂板或其他敷料器，它们可致使易碎食品损坏或者出现污染风险。喷墨打印的一个优点是通过发送不同的电子信号到打印头上，可以简单地变化打印的图像，保证要在连续食品上打印不同的图像，并由此产生不同视觉样式的产品。当生产打印的季节性产品系列，并调整文本用于多种语音市场时，图像的快速变化还方便生产转换。
然而，食品表面的喷墨打印不是非常普通的。喷墨的墨需要具有特殊物理性质，以在打印头和在打印表面上都发挥良好作用。困难的是完全从食品级材料制备墨水，该墨水具有适当的粘性、表面张力、耐擦性(smearresistance)、溶解度、稳定性和干燥时间。
墨水的表面张力是测定液滴形成，以及一旦接触在底物上涂布的主要因素。虽然存在多种可用于非食用应用的色素载体材料，具有不同的表面张力特性，但是对于可食用墨水，选择是有限的。水具有低粘度和高表面张力，当将水用作喷墨墨水的着色剂载体时，其可产生差的打印质量。基于水的墨水通常是与疏水表面不相容的，所述疏水表面例如糖包衣甜食(sugarpannedconfectionery)诸如Smarties^TM糖包衣巧克力豆上包被的蜡。含水墨水的高表面张力使“润湿”底物更加困难。为了缓解所述问题，可加 入表面活性剂，以降低含水墨水的表面张力。然而，所述表面活性剂具有稳定泡沫形成的缺点。墨水中的任何气泡通过阻止打印头的液滴形成、使液滴导向错误或者影响液滴离开打印头的速率，可降低打印质量。
WO2006/023615描述利用丙二醇(丙烷-1,2-二醇)作为载体，加入表面活性剂，以调节表面张力。可将甘油(丙烷-1,2,3-三醇)用于可食用喷墨墨水制剂中，以增加粘度，以及作为湿润剂，避免喷嘴干燥。US7842319公开喷墨墨水，其包含食品级染料；至少大约90wt.％丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,2,3-三醇或其混合物，以及不超过大约5wt.％的水。可将更高沸点的二醇用作载体，尤其当在高的喷射温度下完成喷墨打印时。US20100166934描述丁烷-1,3-二醇和聚乙二醇在可食用墨水制剂中的用途。
尝试和配制粘附至疏水表面的可食用的基于水的喷墨墨水的一个方法是向墨水中加入胶粘剂。WO2004/081126描述喷墨墨水，其含有作为主要成分的水；可食用粘合剂系统例如与聚乙烯吡咯烷酮组合的虫胶；胶粘剂例如糊精或阿拉伯胶，以及染料着色剂。然而，所述墨水还包含丙二醇(丙烷-1,2-二醇)、异丙醇和丁醇，以降低表面张力，保证有效打印，以及以减少墨水的干燥时间。US5711791描述连续喷墨墨水，其中载体是乙醇/水混合物，并且其中加入湿润剂例如磷脂酰胆碱，以允许在疏水表面上打印。然而，由于乙醇的易燃性，含有乙醇的墨水特别是含有高水平乙醇的墨水例如其中将乙醇用作载体不总是需要的。在各种宗教饮食法规中，乙醇也是禁止的。
另一种在具有疏水表面的材料上打印的方法是修饰表面，并使其更适合于特定墨水。例如EP1526780描述用大极性基于水的釉料修饰可食用材料的表面，以改善通常用于喷墨打印的低粘度墨水的打印。然而，所述增加生产的复杂性，并可产生其他问题，例如基于水的釉料在潮湿条件下更易于失去其光泽。
因此，通常配制墨水，以工作于特定类型的表面上。在打印不同材料的工厂，操作一系列不同的墨水，以适应各种表面类型，增加复杂性，并由此增加成本。能采用可用于各种不同表面的可食用喷墨墨水打印是有利 的。
许多消费者更愿意选择仅包含本身在制备食品中使用的成分的可食用产品，因此制造者通常尽可能努力减少产品中食品添加剂的数量。因此，能够利用仅包含熟悉的成分(所谓的“厨房食品柜”成分)的喷墨墨水在可食用材料上打印是有利的。类似地，能够利用仅包含熟悉的成分的喷墨墨水在与食品接触的材料上打印是有利的，特别是存在墨水转移至食品的风险时。对于美化食品，仅利用要被打印的食品中已经包含的成分是更好的。具体地讲，存在能够利用不包含三醇例如丙烷-1,2,3-三醇或者二醇例如丙烷-1,2-二醇的喷墨墨水组合物打印的需求。
本发明的目标是改善现有技术的状况，并提供克服至少一些上述的不便的改善的解决方案，或者至少提供有用的替代方案。本说明书中对现有技术文献的任何提及不被认为是承认所述现有技术是广泛已知的或者形成本领域普通的一般知识的一部分。如本说明书中所用的，词“包含”、“包括”和类似的词不应以排他的或穷尽的意义理解。换言之，它们预期意指“包括，但不限于”。通过独立的权利要求书的主题实现本发明的目的。从属权利要求书进一步发展本发明的思想。
因此，在第一方面，本发明提供在材料上打印的方法，所述方法包含利用喷墨打印装置，将可食用墨水施用至材料上，其中墨水包含着色剂，至少30wt.％水、至少25wt.％碳水化合物甜味剂，并且墨水是无二醇和三醇的。第二方面，本发明涉及通过将食品进行本发明的方法可得到的打印食品。
常规墨水在不同表面表现不同。这归因于许多因素，但是墨水的表面张力起重要作用。击打底物的表面后，墨滴正常扩散或收缩，这取决于墨水的表面张力是比底物的表面能量高或低。少量扩散可能是有利的，产生均匀的图像，但是如果液滴扩散太多，图像将变得不清楚。具有比底物表面能量低的表面张力的墨滴将开始在材料表面扩散。随着墨水扩散，墨水还变干，从而达到这样的点：墨水已干燥至其增加的粘度阻止其再扩散的程度。在多孔表面上，墨水还扩散到底物里。相反，具有比底物表面能量 更高的表面张力的墨水将趋向于在底物表面移动并混乱(ball-up)。随着墨滴变干，与表面接触的墨水面积减小。墨滴的所述收缩是不希望的，因为其导致降低的图像光学密度。因此，通常配制特定的墨水，以工作于特定类型的表面。具有不同表面能量的底物通常需要不同的墨水，以达到良好的质量结果。防止液滴扩散或收缩的一种方法是加入挥发性溶剂，以便墨水快速干燥。然而，在可食用材料中，挥发性溶剂不总是合乎需要的。
本发明人令人吃惊地发现通过在墨水配方中包括至少25wt.％的碳水化合物甜味剂，利用喷墨打印机，能够将它们成功打印在一系列不同的表面上。本发明的方法能在各种表面；疏水和亲水表面(多孔或非多孔的)上，产生质量良好的图像。不管所用的不同类型表面，发现墨滴的大小和形状在干燥时不显著变化。不希望受理论束缚，本发明人认为一旦接触，碳水化合物甜味剂使墨水粘附至底物表面上，起非常像胶水的作用。由于碳水化合物甜味剂溶解而产生的粘度增加，防止干燥期间，墨滴太多地扩散或收缩。
然而，当溶解于水中时，已知碳水化合物甜味剂引起测量的表面张力的增加[A.Docoslis等人，ColloidsandSurfacesB:Biointerfaces19(2),147-162(2000)]。打印头的墨水的表面张力是关键性的。如果表面张力太低，那么喷嘴表面将溢流，但是如果表面张力太高，那么打印头将不喷墨。通常，将二醇和三醇用于降低墨水的表面张力，以保证成功打印。本发明人惊奇地发现：通过利用本发明方法中的墨水制剂，在无需墨水中的二醇和三醇的情况下，打印头中墨滴形成还是可接受的，并得到良好质量的图像。
当利用无二醇和三醇的墨水，尝试喷墨打印时，遇到的问题是喷头的墨水干燥，尤其是当将打印机暂停一段时间时。所述干燥的墨水引起堵塞。二醇和三醇作为湿润剂，降低墨水在打印头干燥的风险。本发明人惊奇地发现：本发明方法的墨水中碳水化合物甜味剂和水的存在避免打印头干燥的问题。本发明人发现：本发明方法在操作方面可能是一致和可靠的，而不需要修改打印头或者不引起维护问题。
因此，本发明可提供用于装饰可食用材料的合乎需要的方法，例如能 够产生对消费者更有吸引力的打印食品，所述消费者希望在其食品中避免不熟悉的成分例如二醇和三醇。
图1显示打印试验中所用的打印图样。
图2显示用视频表多光谱成像系统观察的在玻璃上打印的图样；对于墨水A、B和C。
图3显示利用DimatixDMP-2831基准摄像机观察的在玻璃上打印的试验图样的两个商标符号；对于墨水A、B和C。
图4显示用视频表多光谱成像系统观察的在蜡膜上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图5显示利用DimatixDMP-2831基准摄像机观察的在蜡膜上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图6显示用视频表多光谱成像系统观察的在SMARTIES^TM糖包衣甜食上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图7显示利用DimatixDMP-2831基准摄像机观察的在SMARTIES^TM糖包衣甜食上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图8显示用视频表多光谱成像系统观察的在白巧克力上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图9显示利用DimatixDMP-2831基准摄像机观察的在白巧克力上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图10显示用视频表多光谱成像系统观察的在玻璃上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图11显示利用DimatixDMP-2831基准摄像机观察的在玻璃上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图12显示用视频表多光谱成像系统观察的在饼干上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图13显示利用DimatixDMP-2831基准摄像机观察的在饼干上打印的图样；对于墨水D、E和F。
图14显示用视频表多光谱成像系统观察的在(i)玻璃、(ii)SMARTIES^TM 糖包衣甜食和(iii)白巧克力上打印的图样；对于墨水N、O和P。
因此，本发明部分涉及在材料上打印的方法，所述方法包含利用喷墨打印装置，将可食用墨水施用至材料上，其中墨水包含着色剂、至少30wt.％的水、至少25wt.％碳水化合物甜味剂，并且墨水是无二醇和三醇的。
广义上，将喷墨打印系统分为连续喷墨(CIJ)和按需喷墨(DOD)系统。在连续喷墨系统中，高压泵将引导液状墨水从储池流经枪体和微型喷嘴，产生连续墨水流。通常利用压电晶体，将液流碎裂成微滴，当所述压电晶体在枪体内振动时，其产生声波，并以规则间隔将液流碎裂成微滴。为了控制墨滴流动，墨水是带静电电荷的。静电偏转板将荷电微滴偏转至底物上的特定位置，以产生所需特征的基质，或者使得持续未偏转的至收集槽，以再循环。越高荷电的微滴偏转至越大的角度。仅将小部分的微滴用于打印，大多数被再循环。
在按需喷墨系统中，根据需要产生微滴，并将微滴投射在底物上，以产生图像。将按需喷墨系统分成热DOD和压力DOD。在热DOD系统中，打印筒包含一系列细小的室，各室含有加热器。为了从室中喷射微滴，使电流脉冲经过加热元件，致使室中墨水快速蒸发，以形成气泡。所述引起大的压力增加，推动墨滴到底物上。墨水的表面张力，以及蒸气气泡的凝结和收缩，推动另外的量的墨水经连接至墨水储池的狭窄通道进入室内。相反，压力DOD系统在各喷嘴后面的墨水室内具有压电材料，而不是加热元件。当施加电压时，压电材料改变形状，其在流体中产生压力脉冲，从喷嘴为墨滴施加压力。
本发明方法的喷墨打印装置可以是本领域已知的任何装置。例如，喷墨打印装置可以是按需喷墨系统或者连续喷墨系统。喷墨打印装置可以是压力按需喷墨系统。
术语“可食用的”指可安全食用的物质。同时，本发明不限于在任何特定管辖区允许食用的物质，可食用墨水可以例如包含美国食品和药品管理局批准的用于人食用的材料。着色剂可以是任何可食用的有色物质例如染料、色素或植物提取物。在本发明的上下文中，有色物质是吸收或反射 一些或所有光波长的物质，并可包括黑色或白色物质。着色剂可包含碳水化合物甜味剂例如褐色糖蜜。
不具体限制被本发明方法打印的材料。本发明方法的优点是可将其用于打印疏水或亲水表面(多孔或无孔的)。例如，可将本发明方法用于打印聚丙烯膜食品包装，巧克力产品、抛光糖衣的糖果、饼干或可食用米纸例如越南烹调(bánhtráng)使用的。可将本发明方法有利地用于将可食用墨水施用至与食品接触的材料。尽管不预期被食用，但是这些是与食品接触的材料。例如，能够在包装内侧打印可能是需要的，因为在一些情况下，包装内侧的墨水可能转移至食品。所述墨水是可食用的是合乎需要的。
可将本发明方法用于将颜色、图案、图像、标志或文本施用至材料。这些可以提供关于材料性质的信息，例如用以鉴定药物片剂；或者用以装饰材料并使其更吸引人，例如用于在甜食产品上打印卡通角色或者用于在环绕巧克力糖果(praline)的纸包装上打印信息。本发明方法提供打印图像的良好分辨率。例如打印分辨率可以是至少150点/英寸(dpi)，例如至少300dpi，还例如至少500dpi。本发明方法的最大分辨率取决于下述因素，例如喷墨头的设计、精确的墨水组成和底物，但是作为示例，最大分辨率可以是1200dpi。
可将本发明方法用于在可食用材料上打印，包括利用喷墨打印装置，将可食用墨水施用至可食用材料，其中墨水包含着色剂、至少30wt.％水、至少25wt.％碳水化合物甜味剂，并且墨水是无二醇和三醇的。例如，墨水可以包含着色剂、至少40wt.％水、至少35wt.％碳水化合物甜味剂，并且是无二醇和三醇的。
可食用材料可以是食品，例如固体食品。所述食品可选自甜食产品，例如饼干包括华夫；烘烤前的生面团；冰淇淋；蛋糕，包括可食用蛋糕装饰物；宠物食品组合物；可食用游戏产品例如待被打印秘密信息的可食用纸；或者营养补充剂。
碳水化合物甜味剂是尝起来甜味的组合物，其中带来甜味的分子由碳、氢和氧原子组成。例如，果糖、葡萄糖和蔗糖是碳水化合物甜味剂，正如 蜂蜜(其包含果糖和葡萄糖)。碳水化合物甜味剂不同于非-碳水化合物甜味剂，非-碳水化合物甜味剂包含除碳、氢和氧之外的原子，并通常是化学合成的。非-碳水化合物甜味剂通常具有非常高水平的甜度。非-碳水化合物甜味剂的示例包括三氯蔗糖(氯化的糖)、环己氨磺酸盐(N-环己基氨基磺酸钠)、糖精(2H-1λ⁶,2-苯并噻唑-1,1,3-三酮)、阿斯巴特(N-(L-α-天冬氨酰基)-L-苯丙氨酸1-甲基酯)和乙酰舒泛(6-甲基-2,2-二氧代-2H-1,2λ⁶,3-氧杂噻嗪-4-醇钾)。本发明的适当碳水化合物甜味剂包括但不限于蔗糖；果糖；葡萄糖；麦芽糖；乳糖；转化糖浆(包含果糖和葡萄糖)；蜂蜜；枫糖浆(包含蔗糖)；葡萄糖浆(DE>20的水解淀粉糖浆)；糖蜜(通常包含蔗糖、葡萄糖和果糖)；果汁浓缩物；木糖；半乳糖；核糖；阿拉伯糖；鼠李糖；和糖醇类例如赤藓醇、木糖醇、甘露醇、山梨醇、异麦芽酮糖醇(isomalt)、麦芽糖醇、拉克替醇或肌醇。
二醇是具有两个羟基的化合物，而三醇是具有三个羟基的化合物。二醇的示例包括丙烷-1,2-二醇(丙二醇)、丁烷-1,3-二醇和聚乙二醇；并且丙烷-1,2,3-三醇(甘油)是三醇的示例。尽管在批准限度内，这些材料可以在可食用材料中安全消费，但是一些消费者宁愿选择不含它们的可食用产品。因此，本发明提供能够用无二醇和三醇的墨水打印可食用材料的方法是有优势的。术语“无二醇和三醇”意指墨水中二醇和三醇的总浓度是低于0.01重量％，例如低于0.001重量％，优选完全不存在。
本发明方法的墨水内包含的碳水化合物甜味剂可选自单糖、二糖、寡糖、糖醇及其组合。碳水化合物甜味剂可包含单糖和/或二糖。许多消费者更喜欢食用由天然来源的成分制成的可食用材料。碳水化合物甜味剂可以从天然来源得到，例如可得到；诸如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和山梨糖醇。
碳水化合物甜味剂可选自转化糖浆、蜂蜜、枫糖浆、葡萄糖浆、果汁浓缩物、蜂蜜及其组合。这些材料通常作为碳水化合物甜味剂用于食品工业，并具有良好的消费者接受性。转化糖浆是葡萄糖和果糖的混合物，其通常通过将蔗糖水解成葡萄糖和果糖而得到。蜂蜜是蜜蜂生产的甜味食品。 蜂蜜中主要的糖是葡萄糖和果糖。蜂蜜可能包含颗粒物质，并且用于喷墨打印墨水中之前，必须将蜂蜜过滤。枫糖浆是由枫类的木质部汁液生产的糖浆。枫糖浆中的主要糖是蔗糖。能够在可食用墨水配方中使用蜂蜜或枫糖浆是有益的，因为由于其长久的应用史和天然来源，它们具有良好的消费者接受性。在本发明的上下文中，术语“葡萄糖浆”以甜食意义使用，意指具有>20的右旋糖当量(DE)的水解淀粉糖浆。术语玉米糖浆也通常用于描述这一材料，因为其通常由玉米(maize)的水解生产。果汁浓缩物是已降低含水量的果汁。糖蜜是甘蔗精制成糖的各种副产品。糖蜜是暗褐色的，可将其作为碳水化合物甜味剂和着色剂用于墨水制剂中，从而具有优势。
碳水化合物甜味剂可包含至少两种不同的糖化合物。例如碳水化合物甜味剂可以包含果糖和蔗糖。通过用所述方式混合糖，可将更高总重的甜味剂溶解至溶液中。例如，在25℃，2.125g蔗糖可溶解于一克水中，但是当将蔗糖与葡萄糖组合时，0.938g葡萄糖和1.712g蔗糖可溶解于每克水中[R.F.Jackson等人，Natn.Bur.Stand.Tech.Paper1924，No259.277]。与2.125g单一糖相比，这是在溶液中总计2.650g的混合糖。墨水中含有更高量的碳水化合物甜味剂提供更大的氢键容量，其可增加墨水粘附到底物的能力，但是墨水的粘度不增加，这是有利的，因为所述增加可降低打印头的性能。含有至少两种不同糖化合物还降低墨水在打印头结晶的趋势。溶解更大重量的糖还降低水分活度。食品的水分活度是可用于微生物生长和化学反应的非结合水的量的量度。因此，对于相同或相似粘度，溶解于水中的至少两种不同糖化合物可具有更低的水分活度。更低的水分活度保证墨水更长的贮存，而无食品腐败变质微生物的生长，因此，能够实现所述的而不增加粘度(其可能阻止墨水恰当地喷射)是有利的。尽管许多喷墨打印机具有加热墨水的便利性，并由此在喷射时降低墨水的粘度，但是在墨水的组分尤其是天然来源组分降解时，优选的是不必将墨水加热至太高温度。墨水可包含至少25重量％碳水化合物甜味剂，例如至少45重量％碳水化合物甜味剂。墨水可包含45重量％-65重量％碳水化合物甜味剂。
本发明方法的至少95wt.％的碳水化合物甜味剂可以是果糖、葡萄糖和 蔗糖的混合物；蔗糖与葡萄糖的比率是2.2:1-3.2:1，并且蔗糖与果糖的比率是0.9:1-1.9:1。本发明方法的至少95wt.％的碳水化合物甜味剂可以是蔗糖与葡萄糖的混合物，蔗糖与葡萄糖的比率是2.2:1-3.2:1。本发明方法的至少95wt.％的碳水化合物甜味剂可以是果糖与葡萄糖的混合物，果糖与葡萄糖的比率是1.4:1-2.4:1。已发现碳水化合物甜味剂的这些组合物就在各种不同表面打印的能力和墨水在打印头的性能方面提供特别良好的结果。在不需要加入三醇或二醇来调节表面张力或者防止脱水的情况下，可以使用所述墨水。这些组合物还可显示降低的在打印头结晶的趋势。
有时，将乙醇作为溶剂用于可食用喷墨墨水中，因为乙醇杀菌，赋予墨水长的储存期，并且其在底物上快速干燥。其还可起表面张力改性剂的作用。然而，含有高水平乙醇的墨水具有一些缺点。乙醇是可燃烧的，带来安全风险，当掺入可食用材料时，乙醇可传递苦味，且在乙醇存在下，一些着色剂沉淀。本发明方法可有利地使用基于水的墨水；所述是着色剂和碳水化合物甜味剂载于主要是水的溶剂的墨水。例如，可将着色剂和碳水化合物甜味剂载于有至少80％水的溶剂中。本发明方法可使用具有如下组合物的可食用墨水组合物，该组合物在不使用乙醇的条件下具有可接受的贮存期，并且在底物上提供良好质量的图像。然而，在一些情况下，可将少量乙醇掺入墨水制剂中。例如，将一些着色剂作为与乙醇的制剂提供，如此，所述着色剂的应用将使乙醇掺入墨水中。本发明方法的可食用墨水可含有低于20重量％的乙醇，例如低于10重量％的乙醇，再例如低于5重量％的乙醇。本发明方法可使用无乙醇的墨水，这是有利的。例如，所述墨水可适合于出售给不消费乙醇的穆斯林消费者。
乙醇不是可在可食用材料中遇到的唯一的一元醇；时常将异丙醇(丙-2-醇)作为溶剂和表面张力改性剂用于墨水制剂中。消费者认为异丙醇不是可食用材料中的熟悉成分，且异丙醇具有与乙醇类似的许多缺点，因此，有利的是能够配制无异丙醇的可食用墨水。幸运地，本发明方法可施用可食用墨水，其在底物上提供良好质量的图像，且不使用异丙醇。本发明的方法的墨水可以无一元醇。一元醇是仅具有一个羟基的醇。
可将本发明方法用于在可食用材料上打印，其包含利用喷墨打印装置，将可食用墨水施用至可食用材料，其中墨水包含着色剂、至少30wt.％水，至少25wt.％碳水化合物甜味剂，且墨水是无一元醇、二醇和三醇的。例如，墨水可包含着色剂，至少40wt.％水，至少35wt.％碳水化合物甜味剂，且是无一元醇、二醇和三醇的。即使当不向所述组合物中加入一元醇、二醇或三醇时，一些着色材料可能被提供有微量的一元醇、二醇或三醇。术语“无一元醇、二醇和三醇”意指墨水中一元醇、二醇和三醇的总浓度低于0.05重量％，诸如低于0.005重量％，优选完全没有。
根据本发明方法的墨水在30℃可具有3-40mPa.s，例如7-36mPa.s的粘度。本发明人已发现具有所述范围的粘度的墨水作用特别好，并可在含有至少30wt.％水和至少25wt.％碳水化合物甜味剂的墨水中得到，不需要加入二醇或三醇。
根据本发明方法的墨水在25℃可具有20-65mN/m的表面张力，例如30-45mN/m。本发明人已发现具有所述范围的表面张力的墨水作用特别好，并可在含有至少30wt.％水和至少25wt.％碳水化合物甜味剂的墨水中得到，不需要加入二醇或三醇。
根据本发明方法的着色剂可以是单一成分或者可以包含成分的混合物。例如着色剂可以是各自具有不同颜色的两种物质的混合物，以得到所需的色度。着色剂可包含有色物质，以及另外的成分，以保持所需的颜色，例如对于pH敏感物质，以控制pH，或者以使着色剂溶于水中。根据本发明方法的着色剂可来自天然来源。许多人关心由化学原料工业合成的物质的安全性，尤其是当所述物质要被摄食时，并且更喜欢天然来源的物质。着色剂可以是水果、蔬菜或植物提取物。根据本发明方法的着色剂可选自胭脂树红、卡红、叶绿酸铜、螺旋藻(spirulina)、米淀粉、植物碳、甜菜红碱、花青苷、β-胡萝卜素、焦糖、麦芽、红辣椒、叶黄素、姜黄根及其组合。本发明方法的墨水中包含的着色剂可以以至少0.01重量％例如至少0.1重量％、还例如至少1重量％的量存在。
本发明方法的墨水的含水量可以是30wt.％-60wt.％，并且墨水的碳水 化合物甜味剂含量可以是40wt.％-70wt.％。例如，本发明方法的墨水的含水量可以是35wt.％-55wt.％，并且墨水的碳水化合物甜味剂含量可以是45wt.％-65wt.％。这些组合物值可提供打印头的可靠性能和在各种表面上的打印能力之间的平衡，其具有良好的粘性，以及干燥时很小的墨滴大小和形状变化。这些组合物还可提供可接受的墨水储存性能，而无食品腐败有机体的生长。
本发明方法的墨水组合物良好粘附至一系列不同的底物类型。碳水化合物甜味剂和水一起引起保证墨水粘附至打印底物的粘性。这使得本发明方法成功地将同一墨水制剂打印在各种表面上。尽管表面活性剂可存在于墨水中，例如作为着色剂的组分，在保证本方法良好打印至不同表面方面，其功能不是必需的。本发明方法的墨水可以是无表面活性剂的。例如，墨水可以是无聚山梨醇酯、磷脂、糖脂、甘油单酯衍生物和脂肪酸酯的。
本发明方法的墨水组合物还不需要包含凝胶作为粘合剂，以良好粘附至一系列不同底物类型。明胶是胶原部分水解产生的肽和蛋白质的混合物，所述胶原提取自动物例如家养的牛、鸡、猪和鱼的皮肤、骨骼和结缔组织。动物胶例如皮胶是基本未精制的明胶。尽管常用于食品产品中，明胶不适合于素食主义者，并且遵守宗教饮食规则的消费者通常避免，因为他们不确定明胶来源的动物种类。本发明方法中所用的墨水可以是无明胶的。
本发明方法的墨水可由着色剂、至少30wt.％水和至少25wt.％碳水化合物甜味剂构成。
本发明方法的材料可以是甜食产品，饮食补充片剂或胶囊剂，早餐谷物、冰淇淋或蛋糕。可以以至少150点/英寸(dpi)例如至少300dpi，还例如至少500dpi的分辨率，将可食用墨水在本发明的方法中施用。
在另一个实施方案中，本发明可以是通过将食品进行本发明方法可得到的(例如得到的)打印食品。打印食品可以具有至少150点/英寸(dpi)例如至少300dpi，还例如至少500dpi的分辨率的打印图像。具有高分辨率图像的打印食品可以例如显示相片或复杂标志。
本发明打印食品可以是甜食产品、饮食补充片剂或胶囊剂、早餐谷物、 冰淇淋或蛋糕。术语甜食产品包括例如饼干例如填充饼干、华夫饼干或饲狗的饼干；基于脂肪的甜食例如巧克力；和糖甜食，例如糖包衣甜食，压制的片剂或熬煮糖果(high-boiledsweet)。饮食补充剂也称作食品补充剂或营养补充剂，是预期补充饮食和提供营养素诸如维生素、矿物质、纤维、脂肪酸或氨基酸的制品，在人或动物的饮食中，所述营养素可能缺失或者可以不能以足够量摄食。这些可被制在片剂或者包含于胶囊中。优势是能够在各种不同的可食用材料上打印。打印食品可提供有趣的装饰例如在糖包衣甜食上打印一对墨镜的图像或者在挤出的早餐谷物块上打印卡通角色；可将其用于用加商标来标记产品例如打印在冰淇淋上的商标；或者其可添加信息，例如饮食补充片剂上的标识符。根据本发明的打印食品可以是无明胶的。
本领域技术人员应该理解:他们可自由组合文中公开的本发明的所有特征。具体地讲，对于本发明产品描述的特征可以与本发明方法组合，且反之亦然。此外，可将对本发明不同实施方案描述的特征组合。当对于具体特征存在已知等价物时，将所述等价物引入，就如在本说明书中特别提到。从附图和非限制性实施例，本发明另外的优点和特征是显而易见的。
实施例
实施例1:有和无丙烷-1,2-二醇的喷墨墨水
配制具有相同着色剂含量的三种墨水，在制剂中有和无丙烷-1,2-二醇和/或碳水化合物甜味剂。墨水组合物按重量计是:A)50％卡红水溶液和50％丙烷-1,2-二醇(Fluka，德国)；B)50％卡红水溶液，45％丙烷-1,2-二醇(Fluka，德国)和5％蔗糖(默克，德国)；和C)50％卡红水溶液，32.75％果糖(Fluka，以色列)和17.25％葡萄糖(默克，德国)。购自Chr.Hansen，丹麦的卡红颜料水溶液是CC-1000WS。
根据下述平板法，利用具有Wilhelmy板的张力计(来自Kruss，德国的张力计K12)，测量这些墨水各自的表面张力。将液体提升，直到表面或界面与板子的接触被登记。此时，最大张力作用平衡；这意味着测量期间， 不需要再移动样品。利用下式计算张力:
σ=FL.cosθ]]>
其中，σ＝表面或界面张力；F＝平衡施加的力；L＝浸湿的长度；和θ＝接触角。板子由糙化的铂制成，并且板子最好被浸湿，从而接触角θ实际是0°。这意指术语cosθ具有大约1的值，从而仅需要考虑测量的力和板子的长度。
测量的表面张力值分别是A)31.1±0.6mN/m；B)31.3±0.6mN/m；和C)33.4±0.7mN/m。墨水中卡红的存在降低表面张力。墨水B不同于墨水A，其中10％的丙烷-1,2-二醇已被蔗糖替代；这使表面张力没有实际不同。然而，墨水C不同于墨水A，其中已将丙烷-1,2-二醇全部除去，并用果糖和蔗糖替代；这引起表面张力的小的增加。
将墨水经0.2μm过滤器PET-20/25(Macherey-NagelGmbH&Co.KG，德国)过滤，然后立即填充到打印筒DMC-11610(Dimatix，USA)中。使用前，将所述筒置于超声波浴中30分钟，以除去任何溶解的气体，然后喷嘴朝下，将其静置30分钟。
利用压电驱动的喷墨装置(FujiFilmDimatixDMP-2831)，用各种墨水制剂，以400dpi，打印测试图样(图1)。将墨水打印在玻璃显微镜载玻片上(PaulMarienfieldGmbH&Co.KG，德国)，已将载玻片在1NHCl浴中，净化过夜，用MilliQ水冲洗3次，然后用不含棉绒纸的擦拭干燥。玻璃显微镜载玻片提供亲水无孔表面的实例。对于各种墨水，使用相同的波形和喷射频率(5KHz)。调整喷射电压和温度，已将滴速调整至20ms^-1，列于下面: