CN101060792A - 用于活性成分制剂的经改良植物胶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含有处于基质中的(脂溶性)活性成分和/或着色剂的组合物，所述基质基于经改良的植物胶，即，经过水解以降解了蛋白质的部分和/或(如果合适的话)多糖的植物胶，本发明还涉及制备此类组合物的方法以及涉及经改良的植物胶(其蛋白质的部分被水解至最高大约30％的程度，优选地，水解至大约0.05至大约30％的程度，和/或其多糖的部分被水解至最高大约50％的程度)、其制造方法以及此类经改良的植物胶本身。本发明还涉及本发明的组合物用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集、强化和/或着色的用途，以及涉及此类食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物本身。

Description

用于活性成分制剂的经改良植物胶
本发明涉及经改良的植物胶，用于制造它的方法以及涉及含有处于基质中的活性成分(优选地，脂溶性活性成分)和/或着色剂的组合物以及制备这些组合物的方法，所述基质基于这些经改良的植物胶。
本发明还涉及本发明的组合物用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集、强化和/或着色的用途。
更特别地，本发明涉及包含植物胶和(脂溶性)活性成分和/或着色剂(尤其是类胡萝卜素)的组合物，所述植物胶中蛋白质的部分已被水解最高30％的程度并且/或者多糖的部分已被水解最高50％的程度；本发明还涉及制备这些组合物的方法，以及这些组合物作为添加剂用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集、强化和/或着色的用途，以及涉及含有此类组合物的食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物。
如果本领域已知的植物胶作为基质用在含有(脂溶性)活性成分和/或着色剂的组合物中，此类获得的组合物的物理参数由于植物胶的质量区别将通常有所不同。因此，存在着对下述组合物的需求，其中的植物胶被标准化或者被进一步改善。
该需求通过下述组合物来满足，所述组合物包含
i)至少一种经改良的植物胶，可选地，含有一定的蛋白质含量，优选地，可通过下文所述的本发明的方法获得，
ii)至少一种活性成分，尤其是脂溶性活性成分，和/或着色剂，以及
iii)可选地，至少一种佐剂和/或赋形剂。
此类组合物用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集、强化和/或着色；所述用途是本发明的另一个方面。此外，本发明涉及含有此类组合物的食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物。
i)至iii)的组分在下文中详细描述。
组分i)
术语“植物胶组合物”指包含可从天然植物胶来源获得的植物胶的任何组合物。此类植物胶组合物的例子是不同来源的多种胶质的混合物，以及还含有水解胶体(例如淀粉、改性淀粉、麦芽糊精等)以及可选地任何典型的乳化剂(作为共乳化剂，例如脂肪酸的单或二甘油酯、脂肪酸的聚甘油酯、卵磷脂、山梨聚糖单硬脂酸酯)以及植物纤维或糖的植物胶组合物。
本文中使用的术语“植物胶”指下述植物胶，其是在天然产物中发现的，例如植物挤出物，或者是通过下述方法获得的：人工损伤植物(“胶泪”)，通过洗涤将挤出物与尘土分开，以及通过喷雾干燥对挤出物的水溶液或悬浮液加以干燥，并且其没有经过酶促处理或化学衍生处理。但是，术语“植物胶”应被理解为包括：经历过分级(fractionation)步骤(例如过滤或离心)的产品，被热处理过的干燥形式的产品，其水性悬浮液或水溶液已被加热的胶，以及已从植物中提取出来的胶。
植物胶是基于多糖的水解胶体(hydrocolloid)，其可以具有大约≤10重量％，尤其是大约≤6重量％，优选地，大约0.5至大约6重量％，更优选大约≤4重量％，进一步更优选地，大约0.5至大约4重量％，最优选地，大约2至大约4重量％的蛋白质含量，这基于植物胶的总重量。
植物胶的多糖链含有多种糖单元，例如C6糖，例如半乳糖、甘露糖和葡萄糖，C5糖，例如阿拉伯糖、木糖，C6糖酸，例如葡糖醛酸和半乳糖醛酸，C6去氧糖，例如鼠李糖和海藻糖。
作为植物胶的来源，所有已知的胶，例如瓜尔豆胶、角豆胶(carobgum)(carob seed gum、carob bean gum、locust bean gum)、黄芪胶、他拉胶(tara gum)、刺梧桐胶、阿拉伯树胶(阿拉伯胶)、达瓦树胶、樱桃胶、杏胶、罗望子胶(tamarind gum)、牧豆树树胶(mesquite gum)、松胶、车前草胶(psyllium)或葫芦巴胶可以使用。此外，从微生物(细菌、藻类)获得的胶，例如黄原胶(也作xanthum gum)、海藻胶、结冷胶、琼脂胶或角叉菜胶可以使用。就本发明的目的而言，基于植物胶的总重量，具有优选大约0.5至大约3重量％的蛋白质含量的、来自Acaciasenegal或Acacia seyal的阿拉伯树胶(阿拉伯胶)，尤其是粉末形式的，是优选的。
例如来自Acacia Senegal的植物胶作为粉末形式可容易地通过商业途径获得，例如来自Alfred L.Wolff.(Hamburg，Germany)公司的产品Quick Gum。
术语“经改良的植物胶”指已经过水解以降解多糖部分以及(如果合适的话)蛋白质部分的植物胶。优选地，经改良的植物胶是其蛋白质部分被水解最高大约30％的程度，优选水解至大约1至大约30％的程度，更优选地，水解至大约1至大约10％的程度，最优选地，水解至大约1至大约5％的程度的植物胶。在本发明的某些实施方式中，使用下述经改良的植物胶，其蛋白质部分被水解0.05至1％之间。在其它一些优选的实施方式中，植物胶是下述植物胶，其多糖部分被水解最高大约50％的程度，优选水解至大约0.05至大约20％的程度，更优选水解至大约1至大约5％的程度。还可以使用下述经改良的植物胶，其蛋白质部分被水解最高大约30％的程度(优选大约0.05至大约30％的程度，更优选地，大约0.05至大约10％的程度，最优选地，大约0.05至大约5％的程度)，并且其多糖部分被水解最高大约50％的程度(优选大约0.05至大约20％的程度，更优选大约1至大约5％的程度)。
组分ii)
本文中使用的术语“活性成分”包含“脂溶性活性成分”以及“水溶性活性成分”。优选的是“脂溶性活性成分”。
本文中使用的术语“脂溶性活性成分”包含脂溶性维生素以及可用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集或强化的功能上相关的化合物。
此类脂溶性维生素的例子是维生素A、D、E或K或其衍生物，例如它们的乙酸酯，例如维生素A乙酸酯或生育酚乙酸酯，或者它们的更长的链的脂肪酸酯，例如维生素A棕榈酸酯或生育酚棕榈酸酯。
功能上相关的化合物的例子是，例如，多不饱和脂肪酸(PUFAs)或其衍生物，富含多不饱和脂肪酸，例如二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)或γ-亚麻酸(GLA)的甘油三酯，或辅酶Q10(CoQ10)。还包括用于防晒产品和化妆品制剂的脂溶性滤光剂，例如UV-A和UV-B滤光剂。
本文中使用的术语“着色剂”包含胡萝卜素或者可用作为用于食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物的着色剂的、结构上相关的多烯化合物。
此类胡萝卜素或者结构上相关的多烯化合物的例子是类胡萝卜素，例如α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、8’-阿朴-β-胡萝卜素醛(carotenal)、8’-阿朴-β-胡萝卜素酸酯(例如，乙酯)、角黄素、虾青素、八氢番茄红素、叶黄素、玉米黄质或者藏花酸、α-或β-玉米胡萝卜素(zeacarotene)或其混合物。优选的类胡萝卜素是β-胡萝卜素。
因此，本发明的一个优选方面涉及至少含有经改良植物胶以及作为着色剂的β-胡萝卜素的组合物。典型地，使用去离子水作为参照，通过紫外/可见光光谱分析，来对溶解于、分散于或稀释于水中或者用水溶解、分散或稀释至最终β-胡萝卜素浓度为10ppm的这些组合物进行分析表征。在1cm样品厚度时，在400至600nm范围内的最大光密度波长处，分散体系显示出至少0.2(优选大于1.0)个吸光度单位的消光。这等同于在水分散体系(1％，1cm)中β-胡萝卜素的形式消光系数(formal extinctioncoefficient)为200至1000(优选＞1000)。
应当理解，上面提到的“脂溶性活性成分”和“着色剂”类的物质还可作为混合物用于本发明的组合物中。
在一种优选的实施方式中，经改良的植物胶i)的量为大约0.5至大约60.0重量％，(脂溶性)活性成分和/或着色剂ii)的量为大约0.1至大约80.0重量％，佐剂和/或赋形剂iii)的量为大约10至大约95重量％，优选地，大约60至大约90重量％，这基于组合物的总重量。
组分iii)
合适地，本发明的组合物(还)含有选自单糖、二糖、寡糖和多糖、甘油、甘油三酯(不同于上文所述富含多不饱和脂肪酸的甘油三酯)、水溶性抗氧化剂和脂溶性抗氧化剂构成的组的一种或多种赋形剂和/或佐剂。
可存在于本发明组合物中的单糖和二糖的例子是蔗糖(sucrose)、转化糖(invert sugar)、木糖葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖(saccharose)和糖醇。
寡糖和多糖的例子是淀粉、改性淀粉和淀粉水解产物，例如糊精和麦芽糊精，尤其是具有5至65葡萄糖当量(dextrose equivalent，DE)范围的那些，以及葡萄糖糖浆，尤其是具有20至95DE范围的那些。术语“葡萄糖当量(DE)”指水解程度，其是对基于干重被计算为D-葡萄糖的还原糖的量的量度；其大小的计量基于具有接近0的DE的天然淀粉和具有100的DE的葡萄糖。
合适地，甘油三酯是植物油或脂肪，优选地，玉米油、向日葵油、大豆油、红花油、菜籽油、花生油、棕榈油、棕榈仁油、棉籽油、橄榄油或椰子油。
固体组合物还可含有抗结块剂，例如硅酸或磷酸三钙等，还可以含有最多大约10重量％，通常大约2至大约5重量％的水。
水溶性抗氧化剂可以例如是，抗坏血酸或其盐(优选地，抗坏血酸钠)，水溶性多酚，例如羟基酪醇(hydroxytyroso1)和橄榄苦苷(oleuropein aglycon)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)或迷迭香或橄榄提取物。
脂溶性抗氧化剂可以例如是，生育酚，例如dl-α-生育酚(即合成生育酚)、d-α-生育酚(即天然生育酚)、β-或γ-生育酚或它们中两种或多种的混合物；丁基化的羟基甲苯(BHT)；丁基化的羟基茴香醚(BHA)；乙氧基喹啉(Ethoxyquin)；没食子酸丙酯；叔丁基羟基喹啉；或者6-乙氧基-1，2-二羟基-2，2，4-三甲基喹啉(EMQ)，或脂肪酸的抗坏血酸酯，优选地，抗坏血酸棕榈酸酯或硬脂酸酯。
或者，取决于水性基质溶液的pH，脂肪酸的的抗坏血酸酯(特别是抗坏血酸棕榈酸酯或硬脂酸酯)可加入到水相中。
本发明的组合物可以是固体组合物，即稳定的、水溶性的或水分散性的粉末，或者它们可以是液体组合物，即上述粉末的水解胶体溶液或者水包油型(oil-in-water)分散体系。稳定的水包油型分散体系可以是水包油型乳液，或者可以是悬浮的(即固体的)颗粒和乳化的(即液体的)液滴的混合物，可通过下文所述的方法或类似手段来制备。
更特定地，本发明涉及粉末形式的稳定组合物，其包含处于经改良植物胶组合物基质中的一种或多种(脂溶性)活性成分和/或一种或多种着色剂。
典型地，根据本发明的粉末组合物包含
  成分   含量
  经改良植物胶   大约0.5至大约60重量％，优选地，大约5至大约50重量％
  脂溶性活性成分和/或着色剂   大约0.1至大约80重量％，优选地，大约0.5至大约60重量％
  单糖或二糖   0至大约70重量％，优选地，0至大约40重量％
  淀粉水解物   0至大约70重量％，优选地，0至大约40重量％
  甘油   0至大约20重量％，优选地，0至大约10重量％
  甘油三酯   0至大约50重量％，优选地，0至大约30重量％
  一种或多种水溶性抗氧化剂   0至大约5重量％，优选地，0至大约2重量％
  一种或多种脂溶性抗氧化剂   0至大约5重量％，优选地，0至大约2重量％
  淀粉   0至大约50重量％，优选地，0至大约35重量％
  抗结块剂   0至大约5重量％，优选地，大约1重量％，优选地，大约0.5至大约2重量％
  水   0至大约10重量％，优选地，大约1至大约5重量％
在本发明的另一个方面，根据本发明的组合物可额外含有蛋白质(植物或动物来源的)或经水解蛋白质，其起到保护性胶体的作用，例如，来自大豆或羽扁豆的蛋白质，或来自大豆或羽扁豆的经水解蛋白质。此类额外的蛋白质可以1至50重量％的量(基于配方中蛋白质的总量)存在于本发明的配方中。
在本发明的又一个方面，经改良的植物胶与选自还原糖、蛋白质(包括蛋白质水解产物)、肽、糖蛋白或糖肽构成的组的至少一种化合物交联——这取决于经改良植物胶的结构，因为在糖单元和氨基酸单元之间获得分子内和/或分子间交联。
在本发明的一种优选的组合物中，经改良(＝经水解；见下文)的植物胶具有大约0.5至大约6重量％的蛋白质，更优选地，大约0.5至大约4重量％，这基于植物胶的总重量，并存在选自下述交联构成的组的至少一种类型的交联：经改良植物胶的蛋白质部分与加入的还原糖之间的交联、经改良植物胶的糖/多糖部分与加入的蛋白质/肽之间的交联、经改良植物胶与糖蛋白或糖肽之间的交联、以及经改良植物胶的蛋白质部分和糖/多糖部分之间的分子内和/或分子间交联。
下面所述还见下文的步骤IX)。
此类具有交联经改良植物胶的组合物可通过下述方法获得：对额外含有还原糖(例如葡萄糖、果糖、蔗糖或木糖)或蛋白质、肽、糖蛋白或糖肽的混合物进行加热处理，导致糖和蛋白质在Maillard类型的反应中交联，即通过热处理来进行，优选地，在大约30至大约160℃的温度，更优选地，大约70至大约100℃的温度，最优选地，大约80至大约90℃的温度。
术语“蛋白质”在本文中还包括“蛋白质水解产物”。
含蛋白质的植物胶与多种蛋白质、蛋白质水解产物、肽、糖蛋白或糖肽之间的交联还可通过用交联酶(酰基转移酶EC 2.3，例如转谷氨酰胺酶EC 2.3.2.13，蛋白质-谷氨酰胺：γ-谷氨酰转移酶)处理来获得，即通过酶促处理来获得，通常在大约0至大约70℃的温度，优选地，大约20至大约40℃的温度下进行酶促处理。
在转谷氨酰胺酶的情况下，通过形成ε-(γ-谷氨酰)-赖氨酸异肽键，酶促交联产生稳定的含蛋白质多糖网络。对于酶促交联而言，使用含谷氨酰和赖氨酰的蛋白质、蛋白质水解产物、肽、糖蛋白或糖肽是优选的。
热处理以便导致糖和蛋白质在Maillard型反应中交联，以及酶促交联这两种技术都可用于将亲脂性的部分(moiety)包括进去，其可在组合物的干燥形式中、或在水溶液或悬浮液中进行。酶促交联优选在水溶液或悬浮液中进行。
组分i)经改良植物胶的制造
经改良植物胶可通过包括下述步骤的方法来制造：
A)制备植物胶的水溶液或悬浮液，其具有大约0.1至大约60重量％的干物质含量，这基于水溶液或悬浮液的总量；
B)水解步骤a)的植物胶溶液或悬浮液，直到达到想要的水解程度；
C)可选地，对步骤b)的水解产物分级；
D)可选地，将可选经分级的水解产物转化为固体形式。
该方法的细节将在下文讨论。
步骤A)
在步骤A)中，优选地，制备具有大约5至大约20重量％干物质含量的植物胶(如上文所定义的)水溶液或悬浮液。
步骤B)
优选地，步骤B)中的水解通过将植物胶溶液或悬浮液的pH调节至大约2至大约10之间的值来实现，更优选地，调节至大约2至大约9之间的值，最优选地，大约4至大约8之间的值。这通过加入任何有机和/或无机酸或碱来进行。优选地，此类酸或碱具有大约0.1至5M的浓度，优选地，大约0.5至大约2M。有机酸的例子是乙酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸和抗坏血酸。
无机酸的例子是氢氯酸(优选的)、硫酸、硝酸和磷酸。
无机碱的例子是碱(土)氢氧化物，例如氢氧化钠(优选的)、氢氧化钾和氢氧化钙。
进行水解，直到达到想要的水解程度。在对具有蛋白质部分的植物胶进行水解的情况下，想要的对蛋白质部分的水解程度为最高30％，优选地，大约1至大约30％，更优选地，大约1至大约10％，最优选地，大约1至大约5％。在本发明的某些实施方式中，优选将植物胶的蛋白质部分水解至大约0.05至1％之间的程度。该水解程度可通过本领域技术人员已知的手段来测定，例如如Petersen，D.，Nielsen，P.M.，Cambmann C，Determination of the Degree of Hydrolysis(DH)based on OPA Reaction，ED-9512723 Novo Nordisk A/S，Dec.1995；Frister，H.，Meisel，H.，Schlimme，E.，OPA method modified by use of N，N-dimethyl-2-mercaptoethylammoniumchloride as thiol component，Fresenius J.Anal.Chem.330(1988)631所述的。
如果使用具有低含量蛋白质的植物胶，例如来自Acacia senegal或Acacia seyal的阿拉伯树胶(阿拉伯胶)，并且水解程度低的情况下，我们发现，经改良的OPA方法(其中按照实施例7所述，经实验测定校正因子α和β)给出了关于测定水解程度的更为精确的结果。
在其它一些优选的实施方式中，经改良的植物胶是下述植物胶，其多糖部分被水解最高大约50％的程度，优选地，水解至大约0.05至大约20％的程度，更优选地，水解至大约1至大约5％的程度。水解相对程度(相对于多糖部分)可通过摩尔渗透压浓度(osmolality)(W.Dzwokak and S.Ziajka，Journal of food science，1999，64(3)393-395；还见实施例9)来测定。还可以以使得蛋白质部分被水解最高大约30％的程度(优选地，水解至大约0.05至大约30％的程度，更优选地，水解至大约0.05至大约10％的程度，最优选地，水解至大约0.05至大约5％的程度)并且多糖部分被水解最高大约50％的程度(优选地，水解至大约0.05至大约20％的程度，更优选地，水解至大约1至大约5％的程度)来水解植物胶。
步骤B)优选在大约5至大约120℃的温度下来进行，更优选地，大约5至大约70℃的温度，最优选地，大约20至大约55℃的温度。
当在本发明的一种优选实施方式中，步骤B)在大约5至大约70℃的温度下进行时，加入水解酶，在获得想要的水解程度后，失活水解酶。
水解酶(EC3，见http：//www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/EC3/)可选自蛋白酶(EC 3.4)、糖苷酶(EC 3.2)和它们的混合物构成的组。
水解酶可以来自水果、动物来源、细菌或真菌。水解酶可具有内切活性和/或外切活性。因此，内切和外切蛋白酶的酶制剂，以及内切或外切糖苷酶的酶制剂或任何它们的混合物都可使用。优选地，糖苷酶具有果胶分解和/或半纤维素分解活性。通常，水解酶还显示出未知的副活性，但这对于制造想要的产物来说并不重要。
用于本发明的方法中的蛋白酶可从供应商Novozymes、Genencor、AB-Enzymes、DSM Food Specialities、Amano等获得。优选的蛋白酶是细菌或真菌来源的那些，例如来自Bacillus licheniformes或Aspergillus oryzae的。可从Novozymes公司获得的酶制剂，例如Alcalase或Flavourzyme可以使用。从Carica papaya(一种植物)生产的蛋白酶，即水果来源的酶的例子是可通过商业途径获得的DSM Food Beverages，Delft，Netherlands的Collupilin。
用于本发明的方法中的酶，例如果胶酶可从供应商Novozymes、Genencor、AB-Enzymes、DSM Food Specialities等获得。优选的蛋白酶是真菌来源的那些，例如Aspergillus niger、Aspergillus aculeatus或Aspergillus oryzae来源的。可从Novozymes公司获得的酶制剂，例如Sherzyme或Pectinex可以使用。从Aspergillus aculeatus生产的酶例如是可通过商业途径获得的Novozymes，Bagsvaerd，Denmark的Peelzym。
糖苷酶的例子是可通过商业途径从供应商Novozymes、Genencor、AB-Enzymes、DSM Food Specialities、Amano等获得的酶制剂。
加入水解酶，以提供大约0.01至大约10重量％，优选大约0.1至大约1重量％的浓度，这基于植物胶的干重。在本发明方法的一种优选实施方式中，一次性加入酶。酶促水解还可以分步骤进行。例如，将水解酶或水解酶的混合物以例如1％的量加入到温育批次中，之后，例如5至10分钟后(35℃的温度下)，以例如2％的量再加入水解酶或水解酶的混合物(其可以与第一次加入的水解酶或水解酶混合物相同或不同)，之后，温育批次在35℃水解10分钟，内切或外切糖苷酶或它们的任何混合物的酶制剂。水解酶可以来自水果、动物来源、细菌或真菌。使用该方案，可以使用具有大约为零的水解程度的蛋白含量的起始植物胶。
水解持续时间可在数秒至大约300分钟之间变化，其优选为大约1至大约30分钟，更优选地，大约5至大约10分钟。在使用糖苷酶的情况下，通过经验方法，针对经改良胶的理想性质，例如乳化稳定性、乳化能力、乳液液滴大小来确定酶促反应的精确持续时间，这强烈取决于下述参数，例如酶活或底物的组成。或者，其可以通过按照实施例9所述测量摩尔渗透压浓度来确定。
合适地，对水解酶的失活通过热变性来获得，例如，通过将温育批次加热至大约80至85℃持续5至30分钟来进行，特别地，5至10分钟。
步骤C)
步骤C)可通过离心或过滤来进行，优选通过超滤进行。
步骤D)
向固体形式(例如干粉)的转化可通过喷雾干燥或冷冻干燥来进行。喷雾干燥优选在大约200℃至大约210℃的入口温度以及大约70℃至大约75℃的出口温度进行。冷冻干燥优选在大约-20℃至大约-50℃的温度进行10至48小时。
因此，经改良的植物胶可通过下述方法获得：将具有大约0.1至大约60％，优选大约5至大约20重量％干物质含量(基于植物胶溶液或悬浮液的总量)的植物胶水溶液或悬浮液调节至大约0至大约14的pH，优选地，大约1至大约3的pH或者大约9至大约12的pH，并将悬浮液加热至大约55至大约130℃的温度，尤其是大约75至大约95℃的温度，以及可选地，对溶液或悬浮液加以分级，例如通过离心或(超)滤等方案来进行，以及将经分级的植物胶转化为固体形式。在干燥之前，可对经改良的植物胶部分进行热处理(巴士灭菌)，例如通过加热至80至85℃持续5至10分钟来进行，以令产品稳定免于微生物变质。
本发明的另一个方面涉及用于制造经改良植物胶的方法，所述方法包括如下步骤：
a)制备植物胶的水溶液或悬浮液，其具有0.1至60重量％的干物质含量，这基于水溶液或悬浮液的总量，其中植物胶具有蛋白质的部分；
b)水解所述植物胶的所述蛋白质的部分，至获得最高30％的对蛋白质部分的水解程度，优选地，大约1至大约30％；和/或水解植物胶的多糖部分，至获得最高50％的对多糖部分的水解程度，优选地，大约0.05至大约20％；
c)可选地，对水解产物进行分级；
d)将可选经分级的水解产物转化为固体形式。
步骤a)至d)在下文中有详细解释。还可参照上文步骤A)至D)描述的相应部分以及相应的优选级。
步骤a)
用于本步骤的合适的植物胶(基于多糖的水解胶体)及其优选例子在上文对步骤A)的描述中提到过了。植物胶的蛋白质部分传统上大约≤10重量％，尤其是大约≤6重量％，优选为大约0.5至大约6重量％，更优选为大约≤4重量％，进一步更优选为大约0.5至大约4重量％，最优选为大约2至大约4重量％，这都基于植物胶的总重量。
步骤b)
步骤b)的水解(对蛋白质部分的水解)可通过将植物胶溶液或悬浮液的pH调节至大约2至大约10之间的值来获得，优选调节至大约2至大约9之间的值，更优选地，大约4至大约8之间的值。在本发明的一种优选的实施方式中，向此类经过调节的溶液/悬浮液中额外加入蛋白酶。
在本发明的一种更优选的实施方式中，植物胶的蛋白质部分以及植物胶的糖/多糖部分都被水解。这可以通过在加入蛋白酶之后或之前或与此同时向植物胶的水溶液或悬浮液加入糖苷酶来获得。
在本发明的其它一些优选的实施方式中，仅植物胶的糖/多糖部分被水解。这可以通过向植物胶的水溶液或悬浮液加入糖苷酶来获得。
用于该步骤的合适的蛋白酶或糖苷酶以及其优选的例子在上文步骤A)的描述中提到过。
蛋白酶和/或糖苷酶每种的量互相独立，其优选为大约0.01至大约10重量％，这基于植物胶的干重。
传统上，步骤b)在大约5至大约120℃的温度下进行，优选在大约5至大约70℃的温度下，更优选在大约20至大约55℃的温度下。
优选地，当植物胶溶液或悬浮液的蛋白质部分水解至大约1％至大约10％的程度和/或植物胶的多糖部分水解至大约1％至大约5％的程度时，终止步骤b)。在本发明的某些实施方式中，当植物胶溶液或悬浮液的蛋白质部分水解至0.05至1％的程度以及可选地植物胶的多糖部分水解至最高50％的程度，优选水解至大约0.05％至大约20％的程度，更优选大约1％至大约5％的程度时，终止步骤b)。
可以通过本领域技术人员已知的手段来测定水解的绝对程度，例如通过Petersen，D.，Nielsen，P.M.，Dambmann C，Determination of the Degree ofHydrolysis(DH)based on OPA Reaction，ED-9512723，Novo Nordisk A/S，Dec.1995；Petersen，D.，Nielsen，P.M.，Dambmann C，Journal of Food Science 2001，66(5).642-646(″Improved method for determining food protein degree ofhydrolysis.″)；Frister，H.，Meisel，H.，Schlimme，E.，OPA method modified byuse of N，N-dimethyl-2-mercaptoethylammonium chloride as thiol component，Fresenius J.Anal.Chem.330(1988)631所述。如前文所述，对于具有低含量蛋白质的植物胶(例如来自Acacia senegal或Acacia seyal的阿拉伯树胶(阿拉伯胶))而言，可优选通过实施例7和8所述的经改良OPA方法来测定低程度的水解，即，水解程度最高5％，优选地，0.05％至2％之间，更优选地，0.05％至1％之间。水解的相对程度(相对于多糖的部分)可通过等摩尔渗透压浓度来测定(W.Dzwokak and S.Ziajka，Journal of foodscience，1999，64(3)393-395；还见实施例9)。
可通过中和溶液或悬浮液(如果使用无机或有机酸或碱的话)或者通过加热以使可优选用于水解植物胶的蛋白质部分的蛋白酶变性来终止反应。糖苷酶的反应可以以同样方式终止。
步骤c)和d)
见上文对步骤C)和D)的描述。
本发明的该方法的优选实施方式
在本发明的一种尤其优选的实施方式中，不仅通过使用蛋白酶对植物胶进行酶促水解，还通过使用多糖切割酶(所谓的糖苷酶)进行进一步的酶促处理。该方案可在与蛋白酶温育之后用经改良植物胶的水溶液或悬浮液来进行，或者用经改良植物胶的固体形式来进行。在本发明的另一个方面，可在第一个步骤中通过使用多糖切割酶对植物胶进行酶促处理，以及可选地，在第二个步骤中，通过使用蛋白酶对所获得的经改良植物胶进行酶促处理。通过使用多糖切割酶进行的酶促处理通过下述方法来进行：例如通过分别加入0.1至5M，优选0.5至2M的任何有机和/或无机酸或碱(例如氢氯酸和氢氧化钠)，将如上所述的植物胶或经改良植物胶的溶液或悬浮液调节至大约2至大约9的pH，优选大约4至大约8的pH，以及调节至大约20至大约60℃的温度，尤其是大约30至大约40℃的温度，特别是大约35℃的温度。所用的酶可以是具有对某些糖单元具有独特活性的果胶酶，或者可以使用具有混合和/或副活性的酶制剂。加入酶，以提供大约0.01至大约10重量％的浓度，优选大约0.1至大约1重量％的浓度，这基于植物胶的干重。酶促水解进行1至600分钟，直到终产物中达到想要的乳化性质。然后对酶进行失活，合适地，通过加热温育批次来进行。
在本发明方法的一种优选实施方式中，蛋白酶和糖苷酶的酶混合物一次性加入。酶促水解还可分步进行。例如，以例如1％的量向温育批次中加入酶混合物，之后，例如5至10分钟后(在35℃的温度下)，再以例如2％的量加入酶混合物，其可以与第一次加入的酶混合物相同或不同，之后植物胶再在35℃水解大约10分钟。
特别地，上文所述用于改良植物胶的根据本发明的方法导致胶的功能性质整体提高，例如，更好的乳化性质，通常更高并且更快的水溶液溶解度，例如，对pH以及反离子的更低的敏感度，以及更好的冷水溶解度，更好的温度抗性以及更好的膜形成性质。
本发明的另一个方面是可通过根据上文所述的本发明的方法获得的经改良植物胶，以及下述经改良植物胶，其蛋白质部分被水解最高大约30％的程度，优选最高大约1至大约30％的程度，更优选水解至大约1至大约10％的程度，最优选水解至大约1至大约5％的程度。本发明的另一方面是可通过根据上文所述的本发明的方法获得的经改良植物胶，以及下述经改良植物胶，其蛋白质部分被水解0.05至1％之间。在水解之前，此类经改良的植物胶优选具有大约≤10重量％，尤其是大约≤6重量％，优选为大约0.5至大约6重量％，更优选为大约≤4重量％，进一步更优选为大约0.5至大约4重量％，最优选为大约2至大约4重量％的蛋白质部分，这都基于植物胶的总重量。
本发明的另一个方面是下述经改良的植物胶，其多糖部分被水解最高为大约50％的程度，优选被水解至大约0.05至大约20％的程度，更优选至大约1至大约5％的程度。
本发明的另一个方面是可通过根据上文所述的本发明的方法获得的经改良植物胶，其蛋白质部分被水解最高大约30％的程度，优选水解至大约0.05至大约30％的程度，更优选地，水解至大约0.05至大约10％的程度，最优选地，水解至大约0.05至大约5％的程度，并且其多糖部分被水解最高大约50％的程度，优选地，水解至大约0.05至大约20％的程度，更优选地，水解至大约1至大约5％的程度。
用于制造根据本发明的组合物的方法
本发明还涉及用于制造上文所述的此类组合物的方法，所述方法包括如下步骤：
I)制备经改良植物胶的水溶液或胶体溶液，优选地，使用可通过上文所述的、包括步骤a)至d)的方法获得的经改良植物胶，
II)可选地，向步骤I)制备的溶液中至少加入水溶性赋形剂和/或佐剂，
III)制备至少一种活性成分的溶液或分散体系，优选地，至少一种脂溶性活性成分和/或着色剂以及可选地至少一种脂溶性佐剂的溶液或分散体系，
IV)将步骤I)至III)制备的溶液相互混合，
V)对由此得到的混合物加以均质，
VI)可选地，加入选自还原糖、(糖)蛋白、蛋白水解产物和(糖)肽构成的组的交联剂，
VII)可选地，将步骤V)和/或步骤VI)获得的分散体系转化为粉末，
VIII)可选地，干燥步骤VII)获得的粉末，
IX)可选地，对干粉进行热处理或酶促处理，以使经改良的植物胶交联。
用于制造本发明组合物的该方法可按照下述手段来进行，所述手段是针对制备基于基质的、(脂溶性)活性成分和/或着色剂组合物的、用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集、强化和/或着色的组合物而已公开的，例如在EP-A 0 285 682、EP-A 0 347 751、EP-A 0 966889、EP-A 1 066761、EP-A 1 106 174、WO 98/15195、EP-A 0 937 412、EP-A 0 065 193或相应的US 4,522,743、WO 02/102298、EP-A 1 300 394和EP-A 0 347 751中公开的，它们的内容通过引用并入本文。
步骤II
水溶性赋形剂和/或佐剂的例子是单糖、二糖、寡糖和多糖、甘油和水溶性抗氧化剂。它们的例子在上文给出。
步骤III
(脂溶性)活性成分和/或着色剂以及可选地脂溶性赋形剂和佐剂原样使用，或者溶解或悬浮于甘油三酯和/或(有机)溶剂中使用。
合适的有机溶剂是卤化的脂肪族碳氢化合物、脂肪族醚、脂肪族和环状碳酸酯、脂肪族酯和环状酯(内酯)、脂肪族和环状酮、脂肪族醇及其混合物。
卤化脂肪族碳氢化合物是单或多卤化的线性、支链或环状的C1至C15烷烃。尤其优选的例子是单或多氯化或溴化的线性、支链或环状的的C1至C15烷烃。更优选的是单或多氯化的线性、支链或环状的的C1至C15烷烃。最优选的是二氯甲烷和氯仿。
脂肪组酯和环状酯(内酯)的例子是乙酸乙酯、乙酸异丙酯和乙酸正丁酯和γ-丁内酯。
脂肪族和环状酮的例子是丙酮、二乙基酮以及异丁基甲基酮；以及环戊酮和异佛尔酮。
环状碳酸酯的例子尤其是碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯及其混合物。
脂肪族醚的例子是二烷基醚，其中烷基部分具有1至4个碳原子。一个优选的例子是二甲醚。
脂肪族醇的例子是乙醇、异丙醇、丙醇和丁醇。
此外，任何油(甘油三酯)、橙油、柠檬油精(limonen)等以及水都可用作为溶剂。
步骤IV
然后，在搅拌下，将(脂溶性)活性成分和/或着色剂或其溶液或分散体系分别加入到水性(胶体)溶液中。
步骤V
对于均质传统技术而言，可以使用例如高压均质、高剪切力乳化(转子-定子系统)、微粉化、湿磨、微通道乳化、膜乳化或超声波处理。用于制备含有(脂溶性)活性成份和/或着色剂的、用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集、强化和/或着色的组合物的其它技术描述于EP-A 0 937 412(尤其是[0008]、[0014]、[0015]、[0022]至[0028]段)、EP-A 1 008 380(尤其是[0005]、[0007]、[0008]、[0012]、[0022]、[0023]至[0039]段)和US 6,093,348(尤其是第2栏第24行至第3栏第32行；第3栏第48至65行；第4栏第53行至第6栏第60行)中，它们的内容通过引用并入本文。
步骤VI
如果加入交联剂，并且想要粉末的话，在干燥之前对组合物进行热处理或酶促处理。
步骤VII和VIII
所获得的分散体系是水包油型分散体系，可在除去有机溶剂(如果存在的话)之后，使用任何传统方法，例如喷雾干燥，喷雾干燥组合流化床制粒(后一技术通常作为流化喷雾干燥或FSD已知)或者通过粉末捕捉技术(由此被喷雾的乳液液滴被捕捉进例如淀粉的吸附剂的床，并且随后被干燥)，将其转化为固体组合物，例如干粉。干燥可在大约100至大约250℃的入口温度(优选大约150℃至大约200℃，更优选地，大约160至大约190℃)和/或大约45至大约160℃的出口温度(优选大约55至大约110℃，更优选大约65至大约95℃)下进行。
步骤IX
根据步骤VIII)的热处理或酶促处理可按照上文已有的描述来进行。如果对步骤VI)中获得的分散体系进行酶促处理，那么步骤IX)在任何干燥步骤之前，即在步骤VIII之前进行。
为生产液体和固体产品形式，例如水包油型悬浮液、水包油型乳液或者粉末，此时所用的水解胶体用作为多功能成分。就该目的而言，这些水解胶体应当展示出一系列功能性质，例如优秀的分散稳定性，高乳化能力和效率(后者与分散体系内部相的颗粒大小分布有关)，水溶液中的高溶解度以及良好适合的粘度，热稳定性，对pH、离子强度和电荷的低敏感性，出众的膜形成以及固体产品形式中可接受的气体和水蒸气屏障性质。
本发明还涉及上文所述的组合物用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集、强化和/或着色的用途。
本发明的其它一些方面是含有上文所述的组合物的食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物。
本发明的产品形式可在其中用作为着色剂或功能成分的饮料可以是碳酸饮料，例如调味苏打水、软饮料或者矿物质饮料，以及非碳酸饮料，例如调味的水、果汁、水果宾治和这些饮料的浓缩形式。它们可基于天然水果或蔬菜汁或基于人工调味品。还包括酒精饮料以及速溶饮料粉。此外，含糖饮料，具有无热量和人工加甜剂的减肥饮料也包括在内。
此外，从天然来源获得的或合成的乳制品也包括在食物产品的范围内，其中，本发明的产品形式可用作为着色剂或作为功能成分。此类产品的典型例子是奶饮品、冰淇淋、奶酪、酸奶等。奶替代性产品，例如豆奶饮品以及豆腐制品也包括在该应用范围内。
本发明还包括糖果(sweet)，其含有作为着色剂和功能成分的本发明的产品形式，例如糖果产品、糖、口香糖、甜品，例如冰淇淋、果冻、布丁、速溶布丁粉等。
本发明还包括谷物、小吃、曲奇饼、通心粉、汤和酱汁、蛋黄酱、沙拉酱等，其含有作为着色剂和功能成分的本发明的产品形式。此外，用于奶和谷物的水果制品也包括在内。
通过本发明的产品形式加入到食物产品中的(脂溶性)活性成分和/或着色剂的最终浓度可在大约0.1至大约500ppm之间，特别地，大约1至大约50ppm，这基于食物组合物的总重量，取决于将被着色或强化的特定的食物产品以及着色或强化的理想级别。
本发明的食物组合物优选通过向食物产品中加入本发明组合物形式的(脂溶性)活性成分和/或着色剂来获得。为对食物或药物产品进行着色或强化，本发明的组合物可按照关于水可分散固体产品形式的应用方面本身已知的方法来使用。
根据特定应用，通常，组合物可作为水贮液、干粉混合物或与其它合适的食物成分的预掺合物加入。混合可例如使用干粉掺合仪、低剪切力混合仪、高压均质仪或高剪切力混合仪来进行，这取决于最终应用的配方。很明显，此类技术是本领域专业技术人员已知的。
组合物在其中用作为着色剂的药物组合物，例如片剂或胶囊也在本发明的范围内。对片剂的着色可通过将液体或固体着色剂组合物形式的产品形式分别加入到片剂涂布混合物中，或通过将着色剂组合物加入到片剂涂布混合物的组分之一中来完成。可通过将着色剂组合物加入到胶囊物质的水溶液中来制备经过着色的硬或软壳胶囊。
组合物在其中用作为活性成分的药物组合物，例如片剂，例如可咀嚼片剂、泡腾片或包衣(filmcoated)片剂或胶囊例如硬壳胶囊，也包括在本发明的范围内。本发明产品形式典型地作为粉末加入到片剂组合物中，或者使用本领域已知用于生产胶囊的手段填装进胶囊。
组合物在其中用作为用于染色的着色剂(例如用于蛋黄、食用禽类、雏鸡或水生动物)或用作为活性成分的动物饲料产品，例如营养成分的预混合物、配合饲料、奶代替品、液体膳食或饲料制剂，也在本发明的范围内。
其中组合物用作为着色剂或用作为活性成分的化妆品、化妆用品(toiletries)和皮肤用品，即，皮肤和头发护理产品，例如霜、美容液(lotion)、沐浴液、唇膏、洗发露、护发素、喷雾或凝胶也在本发明的范围内。
下述非限制性实施例将进一步阐述本发明。
                        实施例
                        实施例1
用0.5N NaOH将来自Acacia Senegal的植物胶的水悬浮液(具有30重量％的干物质含量，基于水悬浮液的总含量)调节至pH 6，并调节至35℃的温度。之后，加入基于水悬浮液总量而言1.0重量％的Aspergillusoryzae蛋白酶，例如Novozymes，Bagsvaerd，Denmark的酶制剂Flavourzyme500L(其活性为每克500亮氨酸氨基肽酶单位，500LAPU/g)。在酶促水解期间，通过加入0.5N NaOH溶液使pH保持恒定，将温度保持为35℃。5至10分钟的反应时间后，通过将悬浮液加热至85℃10分钟来使蛋白酶失活。使用具有10至1000kDa的标称分子量分离点(cut-off)的膜通过超滤来纯化溶液。在70至80℃的产品温度对溶液进行喷雾干燥，其中入口温度为160至190℃。
                        实施例2
用0.5N NaOH将来自Acacia Senegal的植物胶的水悬浮液(具有10重量％的干物质含量，基于水悬浮液的总含量)调节至pH 7.4，并调节至20℃的温度。之后，加入基于水悬浮液总量而言0.2重量％的蛋白水解酶，该酶产生自Bacillus licheniformis，例如Subtilisin Carlsberg，其可作为Novozymes，Bagsvaerd，Denmark的酶制剂Alcalase2.4L通过商业途径获得。在酶促水解期间，通过加入0.5N NaOH溶液使pH保持恒定，将温度保持为20℃。10分钟的反应时间后，通过将悬浮液加热至85℃10分钟来使蛋白酶失活。使用具有100kDa的标称分子量分离点的聚砜膜通过超滤来纯化溶液。在68至75℃的产品温度对溶液进行喷雾干燥，其中入口温度为160至190℃。
                        实施例3
用0.5N NaOH将来自Acacia Senegal的植物胶的水悬浮液(具有20重量％的干物质含量，基于水悬浮液的总含量)调节至pH 6，并调节至35℃的温度。10至30分钟的反应时间后，使用具有10-100kDa的标称分子量分离点的膜通过超滤来纯化溶液。在70至80℃的产品温度对溶液进行喷雾干燥，其中入口温度为160至190℃。
                        实施例4
按照下文所述来制备包含经改良植物胶和β-胡萝卜素的组合物
a)制备(基于油的)溶液A：
混合9.7g玉米油和2.7g dl-α-生育酚。将8.9g晶体β-胡萝卜素分散于120ml氯仿(三氯甲烷)中，将得到的分散体系加入到玉米油和生育酚的混合物中。通过轻柔搅拌，并且同时将混合物加热至大约65℃，获得溶液。
b)制备(水性)溶液B：
将从Acacia Senegal制备的111.0g植物胶干粉(Alfred L.Wolff(Hamburg，Germany)的Quick Gum)随后与220ml去离子水在室温下混合。搅拌下将混合物加热至35℃，通过加入18.2ml 0.5N氢氧化钠溶液，将混合物pH调节至6.0的值。加入1.0ml Novozymes的蛋白酶Flavourzyme500L，对混合物进行10分钟搅拌，以获得溶液的均匀水解，并通过加入0.5N氢氧化钠溶液保持pH(pH稳态方法)。通过将溶液加热至85℃10分钟来使蛋白酶失活。然后将溶液冷却至35℃。通过加入4.1ml 0.5N的氢氯酸，将混合物pH调节至5.0的值，并保持为35℃。在酶处理的第二个步骤中，加入体积比为80∶20的果胶酶Pectinex UltraSP-L和Shearzyme(都是Novozymes，Bagsvaerd，Denmark的)的1.0ml混合物，搅拌混合物30分钟，以获得溶液的均匀水解。通过将溶液加热至85℃10分钟来使蛋白酶失活。然后将溶液冷却至50℃。
c)从溶液A和B来制备乳液：
在剧烈搅拌下，于50℃将溶液A加入到溶液B中，对分散体系再进行30分钟的剧烈搅拌。将经搅拌的分散体系保持在50至55℃30分钟。在50至55℃除去剩余的三氯甲烷。通过离心除去捕获的空气泡后，在50至55℃对溶液轻柔搅拌数分钟，然后针对内部相的颗粒大小进行分析。通过激光衍射(Malvem Mastersizer)测量到的乳液内部相的平均颗粒大小(Sauter直径，D[3，2])为430至480nm。
                        实施例5
按照下文所述来制备包含经改良植物胶和β-胡萝卜素的组合物a)制备(基于油的)溶液A：
按照实施例4a)所述来进行制备。
b)制备(水性)溶液B：
将110g根据实施例2从植物胶制备的经改良的植物胶干粉随后与220ml去离子水在室温下混合。搅拌悬浮液120分钟。
c)从溶液A和B来制备乳液：
在剧烈搅拌下，于50℃将溶液A加入到溶液B中，对分散体系再进行30分钟的剧烈搅拌。将经搅拌的分散体系保持在50至55℃60分钟。在50至55℃除去剩余的三氯甲烷。通过离心除去捕获的空气泡后，在50至55℃对溶液轻柔搅拌数分钟，然后针对内部相的颗粒大小进行分析。通过激光衍射(Malvern Mastersizer)测量到的乳液内部相的平均颗粒大小(D[3，2])为40至410nm。
d)从乳液制备固体组合物
将乳液喷雾进预先冷却的玉米淀粉流化床。通过过滤除去过量的玉米淀粉，室温下在空气流中对获得的粉末进行大约2小时的干燥。过筛收集范围为0.16至0.50mm的粉末颗粒部分(大约250g)，针对类胡萝卜素含量、水分散体系中的色调(colour hue)和颜色强度、玉米淀粉的含量以及残余水分对其进行分析。
通过UV/VIS-光谱法(HPLC)进行测量，获得的粉末具有4.9重量％(3.9重量％)的β-胡萝卜素含量、37.0重量％的玉米淀粉含量以及8.2重量％的残余水。将粉末分散于去离子水中，在1cm的精密水晶比色皿中相对去离子水测量消光。对于5ppm的β-胡萝卜素分散体系而言，计算得到536nm波长处的消光为314[E(1％，1cm)＝314]。用Hunterlab UltrascanSpectrocolorimeter(1cm，TTRAN)，根据CIE-系统(D.L. MacAdam，ColorMeasurement，second edition，Springer Verlag，Berlin Heidelberg，New York，Tokyo，1985，pages 160 to 221)，对5ppm的β-胡萝卜素分散体系测量的颜色值为：L*＝87.1，a*＝12.9以及b*＝7.4。基于a*和b*的值，可以计算出，饱和(色度值)C*＝14.9时的色调角度h*＝30.0°。
                        实施例6
制备含有238g根据实施例1、2或3获得的经改良植物胶、50g蔗糖和282g麦芽糊精(DE 20至23)的干燥预混合物。将该干燥预混合物于60℃溶解于700ml去离子水中。固体完全溶解后，向混合物中加入7.2g抗坏血酸钠(＝溶液A)。
混合110g甘油三酯(MCT)和0.7g dl-α-生育酚，将其加热至170℃。随后，将31g β-胡萝卜素悬浮于甘油三酯和生育酚的混合物中。通过在170℃搅拌大约10分钟，获得β-胡萝卜素的澄清溶液(＝溶液B)。
将溶液A加热至大约80℃，通过在轻柔搅拌下将溶液B加入到溶液A中来制备粗制乳液。通过300bar下在两节内对预乳液进行高压均质处理(APV Lab Homogenizer Type Gaulin Lab 40-10 RBFI of APV SwitzerlandAG，CH-3076 Worb)来获得精制乳液。在实验室喷雾干燥仪(MobileMinor of GEA Niro A/S，DK-2860 Sborg)中，于200至210℃的入口温度和70至75℃的出口温度下对乳液进行喷雾干燥。在真空炉中室温下对经喷雾干燥的粉末进行过夜干燥。获得精细粉末。
实施例7  测定用于阿拉伯胶的校正因子α和β
DH = h h tot * 100 10 % (方程式I)
DH＝水解程度；h＝被水解的肽键的数量；htot＝肽键总数。
htot[每g的毫当量Serin-NH2；meqv Serin-NH2/g]涉及蛋白质的氨基酸组成，其被计算为每g蛋白各个氨基酸组分的氨基酸的量的总和(mmol)(J.Adler-Nissen，Enzymic Hydrolysis of food proteins；Elsevier AlliedScience Publishers，London 1986，p.115-131)。
用R.C.Randall，G.O.Phillips，P.A.Williams，Food Hydrocolloids 1989，3(1)，p.65-75，Table III中“this study”和“reference 19”中给出的氨基酸组成进行计算，得到阿拉伯胶Senegal的htot分别为8.128meqv/g蛋白质和8.258meqv/g蛋白质。如果M.E.Osman et al.，Phytochemistry 1995，38(2)，p.409-417给出的氨基酸组成被用作为计算的基础，那么得到8.292meqv/g蛋白质的htot。对阿拉伯胶Senegal而言，(这三个数据的)平均htot是8.226meqv/g蛋白质。因此，基于该数学值进行进一步计算。
还可能通过对总水解产物的分析来确定氨基酸组成，以及基于这些实验测定的数据来计算htot。
(方程式II)
Figure A20058003970200301
为获得更为精确的结果，通过实验测定校正因子α和β。为此必须知道下述的值：htot，天然阿拉伯胶(具有低蛋白质含量的天然阿拉伯胶)的吸光度，以及经完全水解的阿拉伯胶(经完全水解的具有低蛋白质含量的阿拉伯胶)的吸光度。
根据D.Petersen，P.M.Nielsen，C.Dambmann，Determination of theDegree of Hydrolysis based on OPA reaction，ED-9512723，Novo Nordisk A/S，1995；Petersen，D.，Nielsen，P.M.，Dambmann C，Journal of Food Science 2001，66(5).642-646(″Improved method for determining food protein degree ofhydrolysis.″)，Serin-NH2＝meqv Serin-NH2/g蛋白质，即每g蛋白质游离氨基的数量被计算为：
Figure A20058003970200302
(方程式III)
Abs样品＝待测样品的吸光度
Abs对照＝对照样品的吸光度
Abs标准＝丝氨酸标准溶液的吸光度
X＝样品重量[g]
P＝样品的蛋白质含量
V＝样品溶液的体积[1]；在我们的实施例中为：0.11
对DH的测定基于H.Frister，H.Meisel，E.Schlimme，Anal.Chem.1988，330，631-633公开的经改良的OPA反应。
a)制备OPA溶液
溶液1：将7.620g Borax溶解于100g去矿物质水中。
溶液2：将0.160g邻苯二甲醛(OPA)溶解于4ml乙醇中。
溶液3：将0.400g N，N-二甲基-2-巯乙基-铵盐酸盐(＝“DMMAC”)溶解于少量去矿物质水中。
将所有溶液1至3都一起放置进200ml瓶中。加入0.200g十二烷基磺酸钠(＝“SDS”)，加入去矿物质水，得到总共200ml的OPA溶液。在避光下OPA溶液可贮藏一周。
b)制备样品、对照样品和丝氨酸的标准溶液以及测量它们的吸光度
对天然阿拉伯胶以及完全水解的阿拉伯胶加以检验。(也可由此对具有低蛋白质含量的其它植物胶进行测量)。向0.1mg粉末状阿拉伯胶(在具有低蛋白质含量的植物胶的情况下，使用10倍的量与具有高蛋白质含量的植物胶进行比较是推荐的。)中加入10重量％的SDS水溶液，在90℃对混合物进行10分钟的搅拌。之后向溶液加入去矿物质水，得到总共100ml，然后在10750g离心10分钟，在0.45μm过滤器上过滤。向400μl获得的该溶液中加入3ml OPA溶液。搅拌混合物，混合物制备后正好两分钟时，再在光谱光度计(Lambda 25，Perkin Elmer Instruments，Boston，USA)中于340nm对混合物进行测量。由此制备和测量完全水解的阿拉伯胶样品。
对照样品是去矿物质水。向400μl去矿物质水中加入3ml OPA溶液。搅拌混合物，混合物制备后正好两分钟时，再在光谱光度计(Lambda25，Perkin Elmer Instruments，Boston，USA)中于340nm对混合物进行测量。
将0.100g L-丝氨酸溶解于500ml去矿物质水中，得到用于校正目的的丝氨酸标准溶液。由此测量浓度范围在10至200mg/l之间的丝氨酸标准溶液。每种浓度的丝氨酸标准溶液取400μl，向其中加入3ml OPA溶液。搅拌混合物，′混合物制备后正好两分钟时，再在光谱光度计(Lambda25，Perkin Elmer Instruments，Boston，USA)中于340nm对混合物进行测量。
c)计算α和β
用Abs样品、Abs对照和Abs标准(每种测量两次取平均值)的测量值，以及进一步考虑到完全水解的阿拉伯胶样品的着色，按照上文给出的方程式III来计算Ser-NH2。
假设天然阿拉伯胶中经水解肽键的数量为零(β＝Serin-NH2)，并且对于完全水解的阿拉伯胶来说水解程度为100％(即，h＝htot)，可以计算出α和β：
对于阿拉伯胶Senegal来说，α是1.999meqv/g蛋白质，β是0.588meqv/g蛋白质。
上述用于阿拉伯胶Senegal的方法可用于其它具有低蛋白质含量的植物胶，尤其是具有基于植物胶的总重而言≤5重量％的蛋白质含量的植物胶。
实施例8 测定阿拉伯胶的水解程度(DH)
用针对阿拉伯胶Senegal的现在已知的校正因子α和β(α＝1.999meqv/g蛋白质；β＝0.588meqv/g蛋白质)，现在可以通过测量340nm处的吸光度(以通过方程式III来测定Ser-NH2)来由方程式II计算经水解的肽键的数量h，以及由方程式I来计算DH(见上文所述)。
(方程式II)
Figure A20058003970200321
上述DH的精确度为约±0.05％。
对于具有低蛋白质含量的其它植物胶(尤其是具有基于植物胶的总重而言≤5重量％的蛋白质含量的植物胶)而言，如果根据实施例7来确定校正因子α和β，按照上文所述的方法也可计算它们的DH。
实施例9 测定阿拉伯胶多糖部分的水解程度
向来自Acacia Senegal的植物胶的水悬浮液(具有10重量％的干物质含量，基于水悬浮液的总含量)中加入基于植物胶的量而言1重量％的Aspergillus aculeateus产生的酶，例如，通过商业途径从Novozymes，Bagsvaerd，Denmark获得的Peelzym。然后在10分钟期间，不加搅动的情况下，在50℃对溶液进行加热，使用0.15mL的一小份来通过摩尔渗透压浓度测定糖部分的相对水解程度(micro Osmometer，KNAUER)。使用下面的方程式将读数值转化为相对水解程度，并且基于下述假设：在该水解期间，对于肽的渗透系数(w)和肽键的总数(htot)是恒定的：
DH = DC S % 1 fosm 1 w 1 htot * 100
DH：水解程度；
DC：摩尔渗透压浓度(mOsm·kg-1)
S％：底物浓度
fosm：基于底物中干物质的百分比含量(D％)计算得到的转化因子
fosm = 100 ( 100 - D % )
w：对于肽的渗透系数
htot：肽键总数(mM g蛋白质-1)
                        实施例10
按照下文所述来制备包含经改良植物胶和β-胡萝卜素的组合物
a)制备(基于油的)溶液A：
混合9.7g玉米油和2.7g dl-α-生育酚。将8.9g晶体β-胡萝卜素分散于120ml氯仿(三氯甲烷)中，将得到的分散体系加入到玉米油和生育酚的混合物中。通过轻柔搅拌，并且同时将混合物加热至大约65℃，获得溶液。
b)制备(水性)溶液B：
将从Acacia Senegal制备的111.0g植物胶干粉(Alfred L.Wolff(Hamburg，Germany)的Quick Gum)随后与220ml去离子水在室温下混合。搅拌下将混合物加热至50℃，pH调节至7.0。
c)从溶液A和B来制备乳液：
在剧烈搅拌下，于50℃将溶液A加入到溶液B中，对分散体系再进行30分钟的剧烈搅拌。将经搅拌的分散体系保持在50至55℃30分钟。在50至55℃除去剩余的三氯甲烷。通过离心除去捕获的空气泡后，在50至55℃对溶液轻柔搅拌数分钟，然后针对内部相的颗粒大小进行分析。通过激光衍射(Malvern Mastersizer)测量到的乳液内部相的平均颗粒大小(Sauter直径，D[3，2])为350nm。
                        实施例11
用0.5N NaOH将来自Acacia Senegal的植物胶的水悬浮液(具有10重量％的干物质含量，基于水悬浮液的总含量)调节至pH 7.0，并调节至20℃的温度。之后，加入基于蛋白质总量而言0.5重量％的蛋白水解酶，该酶产生自Carica papaya，其可作为DSM food beverages，Delft，Netherlands的CollupilinL通过商业途径获得。在酶促水解期间，通过加入0.5N NaOH溶液使pH保持恒定，将温度保持为20℃。5分钟的反应时间后，通过将悬浮液加热至85℃10分钟来使蛋白酶失活。在68至75℃的产品温度对溶液进行喷雾干燥，其中入口温度为160至190℃。
                        实施例12
按照下文所述来制备包含经改良植物胶和β-胡萝卜素的组合物
a)制备(基于油的)溶液A：
按照实施例4a)所述来进行制备。
b)制备(水性)溶液B：
将110g根据实施例9从植物胶制备的经改良的植物胶干粉随后与220ml去离子水在室温下混合。搅拌悬浮液120分钟。
c)从溶液A和B来制备乳液：
在剧烈搅拌下，于50℃将溶液A加入到溶液B中，对分散体系再进行30分钟的剧烈搅拌。将经搅拌的分散体系保持在50至55℃60分钟。在50至55℃除去剩余的三氯甲烷。通过离心除去捕获的空气泡后，在50至55℃对溶液轻柔搅拌数分钟，然后针对内部相的颗粒大小进行分析。通过激光衍射(Malvern Mastersizer)测量到的乳液内部相的平均颗粒大小(D[3，2])为40-410nm。
针对类胡萝卜素含量、水分散体系中的色调和颜色强度对得到的乳液加以分析。
获得的粉末具有3.0重量％(3.9重量％)的β-胡萝卜素含量(通过UV/VIS-光谱法进行测量的)。在1cm的精密水晶比色皿中相对去离子水测量去去离子水中的消光系数。对于5ppm的β-胡萝卜素分散体系而言，计算得到518nm波长处的消光为283[E(1％，1cm)＝283]。用HunterlabUltrascan Spectrocolorimeter(1cm，TTRAN)，根据CIE-系统(D.L.MacAdam，Color Measurement，second edition，Springer Verlag，BerlinHeidelberg，New York，Tokyo，1985，pages 160-221)，对5ppm的β-胡萝卜素分散体系测量的颜色值为：L*＝90.2，a*＝9.4以及b*＝8.5。基于a*和b*的值，可以计算出，饱和(色度值)C*＝12.7时的色调角度h*＝42.0°。

Claims (42)

1.一种组合物，其包含
i)至少一种经改良的植物胶，可选地，其具有一定的蛋白质含量
ii)至少一种活性成分和/或着色剂，以及
iii)可选地，至少一种佐剂和/或赋形剂。
2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述植物胶的蛋白质含量为大约≤10重量％，这基于所述植物胶的总重量。
3.如权利要求1和/或2所述的组合物，其中，所述活性成分是脂溶性活性成分。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的组合物，其中，所述脂溶性活性成分和/或着色剂ii)是胡萝卜素或者结构上相关的多烯化合物、脂溶性维生素、富含多不饱和脂肪酸的甘油三酯、油溶性UV-A滤光剂、UV-B滤光剂或其混合物。
5.如权利要求4所述的组合物，其中，所述胡萝卜素或者结构上相关的多烯化合物是类胡萝卜素，例如α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、8’-阿朴-β-胡萝卜素醛、8’-阿朴-β-胡萝卜素酸酯、角黄素、虾青素、八氢番茄红素、叶黄素、玉米黄质、藏花酸、α-玉米胡萝卜素、β-玉米胡萝卜素或其混合物。
6.如权利要求5所述的组合物，其中，所述类胡萝卜素是β-胡萝卜素。
7.如权利要求4所述的组合物，其中，所述脂溶性活性成分是维生素A或E。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的组合物，其中，额外存在选自由单糖、二糖、寡糖、多糖、甘油、甘油三酯、水溶性抗氧化剂和脂溶性抗氧化剂构成的组的至少一种化合物。
9.如权利要求8所述的组合物，其中，所述单糖和二糖是蔗糖(sucrose)、转化糖、木糖、葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖(saccharose)和糖醇。
10.如权利要求8所述的组合物，其中，所述寡糖或多糖是淀粉、淀粉水解产物或改性淀粉。
11.如权利要求10所述的组合物，其中，所述淀粉水解产物是糊精、麦芽糊精或葡萄糖浆。
12.如权利要求4和/或8所述的组合物，其中，所述甘油三酯是植物油或脂肪。
13.如前述任意一项权利要求所述的组合物，其中，额外存在选自由脂肪酸的单甘油酯或二甘油酯、脂肪酸的聚甘油酯、卵磷脂和山梨聚糖单硬脂酸酯构成的组的共乳化剂。
14.如权利要求1至13中任意一项所述的组合物，其中，所述经改良植物胶i)的量为大约0.5至大约60.0重量％，所述(脂溶性)活性成分和/或着色剂的量为大约0.1至大约80.0重量％，并且所述佐剂和/或赋形剂iii)的量为大约10至大约95重量％，优选地，大约60至大约90重量％，这基于组合物的总重量。
15.如权利要求1至14中任意一项所述的组合物，其是粉末形式。
16.如权利要求1至15中任意一项所述的组合物，其中，所述经改良的植物胶具有被水解至最多30％的程度的蛋白质部分，优选被水解至大约1至大约30％，更优选被水解至大约1至大约10％，最优选被水解至大约1至大约5％的程度。
17.如权利要求1至15中任意一项所述的组合物，其中，所述经改良的植物胶具有被水解至0.05至10％之间的程度的蛋白质部分，优选被水解至0.05至5％之间的程度，更优选被水解至0.05至2％之间的程度，最优选被水解至0.05至1％之间的程度。
18.如权利要求1至17中任意一项所述的组合物，其中，所述经改良的植物胶具有被水解至最多50％的程度，优选至大约0.05至大约20％，更优选大约1至大约5％的程度的多糖部分。
19.如权利要求1至18中任意一项所述的组合物，其中，所述经改良的植物胶与选自还原糖、蛋白质、肽、糖蛋白或糖肽构成的组的至少一种化合物交联，所述蛋白质包括蛋白质水解产物。
20.一种方法，用于制造如权利要求1至19中任意一项所述的组合物，所述方法包括如下步骤：
I)制备经改良植物胶的水溶液或胶体溶液，
II)可选地，向步骤I)制备的所述溶液中至少加入水溶性赋形剂和/或佐剂，
III)制备至少一种活性成分的溶液或分散体系，优选地，至少一种脂溶性活性成分和/或着色剂以及可选地至少一种脂溶性佐剂的溶液或分散体系，
IV)将步骤I)至III)制备的溶液相互混合，
V)对由此得到的混合物加以均质，
VI)可选地，加入选自还原糖、(糖)蛋白、蛋白水解产物和(糖)肽构成的组的交联剂，
VII)可选地，将步骤V)和/或步骤VI)获得的分散体系转化为粉末，
VIII)可选地，干燥步骤VII)获得的粉末，
IX)可选地，对干粉进行热处理或酶促处理，以使所述经改良的植物胶交联。
21.如权利要求20所述的方法，其中，步骤IX)在步骤VII)之前进行。
22.如权利要求20或21所述的方法，其中，根据步骤IX)的所述酶促处理用交联酶来处理，特别地，用转谷氨酰胺酶来处理。
23.如权利要求20所述的方法，其中，所述经改良的植物胶是权利要求36至40中所定义的任何一种。
24.用于制造经改良植物胶的方法，所述方法包括如下步骤：
a)制备植物胶的水溶液或悬浮液，其具有0.1至60重量％的干物质含量，这基于所述水溶液或悬浮液的总量，其中植物胶具有基于所述植物胶的总重量而言大约≤10重量％的蛋白质的部分；
b)水解所述植物胶的所述蛋白质的部分，至获得最高30％的对所述蛋白质部分的水解程度，优选地，大约1至大约30％，或0.05至1％的水解程度；和/或水解所述植物胶的多糖部分，至获得最高50％的对所述多糖部分的水解程度，优选地，大约0.05至大约20％的水解程度；
c)可选地，对水解产物进行分级；
d)将可选经分级的水解产物转化为固体形式。
25.如权利要求24所述的方法，其中，步骤b)中，所述植物胶溶液或悬浮液的所述蛋白质部分被水解至大约1至大约10％的程度。
26.如权利要求24和/或25所述的方法，其中，步骤b)在大约5至大约120℃的温度下进行。
27.如权利要求24至26中一项或多项所述的方法，其中，步骤c)通过离心或过滤，优选通过超滤来进行。
28.如权利要求24至27中一项或多项所述的方法，其中，通过将所述植物胶溶液或悬浮液的pH调节至大约2至大约10之间的值，优选大约2至大约9之间的值，更优选大约4至大约8之间的值来实现步骤b)。
29.如权利要求28所述的方法，其中，在步骤b)中，加入蛋白酶，优选地，在大约5至大约70℃的温度下加入，并且在获得想要的水解程度之后失活所述蛋白酶。
30.如权利要求29所述的方法，其中，在加入所述蛋白酶之前或之后或与此同时，向所述植物胶的水溶液或悬浮液中加入糖苷酶。
31.如权利要求29和/或30所述的方法，其中，所述蛋白酶和/或所述糖苷酶每种的量各自独立地为基于所述植物胶的干重而言大约0.01至大约10重量％。
32.如权利要求24至31中一项或多项所述的方法，其中，步骤b)中的温度为大约20至大约55℃。
33.如权利要求29至32中一项或多项所述的方法，其中，所述蛋白酶和/或糖苷酶具有内切和/或外切活性。
34.如权利要求29至32中一项或多项所述的方法，其中，所述蛋白酶和/或糖苷酶来自水果、动物来源、细菌或真菌。
35.如权利要求30至34中一项或多项所述的方法，其中，所述糖苷酶具有果胶水解活性和/或半纤维素水解活性。
36.可根据权利要求24至35中任意一项所述的方法获得的经改良的植物胶。
37.经改良的植物胶，其蛋白质部分被水解至最多大约30％的程度，优选地，至大约1至大约30％的程度。
38.经改良的植物胶，其蛋白质部分被水解至0.05至2％的程度，优选地，至0.05至1％的程度。
39.如权利要求37或38所述的经改良的植物胶，其中，所述蛋白质部分在水解之前为≤10重量％，这基于所述植物胶的总重量。
40.经改良的植物胶，其多糖部分被水解至最多大约50％的程度，优选地，至大约0.05至大约20％的程度。
41.如权利要求1至19中任意一项所述的组合物用于对食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物进行富集、强化和/或着色的用途。
42.含有如权利要求1至19中任意一项所述的组合物的食物、饮料、动物饲料、化妆品和药物组合物。
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