CN101252846A - 含有脂肪酸的糖酯的透明香料微乳液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有脂肪酸的糖酯的透明香料微乳液。其具体公开了透明、热力学稳定且浓缩的水包油型微乳液的配方，含有由脂肪酸的糖酯与卵磷脂一起构成的表面活性剂体系，并公开了该微乳液为透明饮料加香的用途。

Description

含有脂肪酸的糖酯的透明香料微乳液
技术领域
本发明涉及香料工业。更具体地涉及一种透明、热力学稳定的并且浓缩的水包油型微乳液，其含有至少20重量％的香料油、非离子或两性的食品级表面活性剂(其形成具有规定的亲水亲油平衡的“表面活性剂体系”)，并且具有最优比例的表面活性剂与助溶剂。本发明还涉及所述微乳液在透明饮料配方中的用途。
背景技术
多年来乳状液已经广泛地应用于饮料工艺、化妆品或医药配方。然而，其有限的热力学稳定性(这意味着静置时它们分离成两个初始液相)代表该应用的最大缺点。由于其时限性的热力学稳定性，所有基于乳状液的产品将经历油环的形成，和最后的相分离。
与乳状液不同，微乳液(包括胶束溶液)通常是不需要能量的输入而自发形成的透明的分散体，此时其中的化合物完全地相互混合。由于分散的油滴大小非常小，大多数情形下直径小于140nm，可见光不能散射因此微乳液表现为透明或半透明的各向同性液体。典型的水包油型微乳液由水、助溶剂(例如醇)、油和一种或多种表面活性剂和辅助表面活性剂构成。尽管微乳液能自发地形成，当形成时，其组分和相对量的选择对于微乳液的形成、其最终的性质例如外观和其感官和热力学时间稳定性非常关键。此外，当这样的微乳液用作食品例如饮料中的香料传递体系时，其必须满足这些产品的所有要求，即较大温度范围内优良的保存限期内的稳定性(至少几个月)，并且没有异味形成。它们还必须服从关于确认安全应用于各种商业化的市场的食品的各种规章的要求，本发明特别用于处理该问题。
在饮料调香领域中，微乳液的应用已公开在Wolf等的US4,835,002中。后一文献披露了在水和特定醇以及食品级表面活性剂的基质中可食用油的微乳液。尤其是，该文献公开了含有0.01～45重量％，优选1～25重量％的油，大约0.1～60重量％，优选1～30重量％的表面活性剂和20～95重量％，优选25～80重量％的包括乙醇、丙二醇、例如葡萄糖、蔗糖、果糖等糖类的多元醇的组合物。为了获得透明体系，所述的微乳液组合物中所需醇的百分比为至少20重量％。丙二醇是优选的醇。
US 5,283,056公开了透明水包油型微乳液浓缩液的组合物，基本上由水、一种或多种疏水的香料或香精油和一种或多种表面活性剂构成。所述的微乳液特别用于漱口溶液的制备并且基本上不含有低级醇。然而，这些组合物含有大量的表面活性剂，尤其是当需要较高的含油量时。此外，所要求保护的微乳液甚至在室温下的保存稳定性也很差，这将不方便应用于饮料。
但是一篇较新的文献，即归本申请人拥有的US 6,902,756，公开了较高油负载、透明、具有最优化比例的表面活性剂体系和醇的微乳液的制备方法。仍然需要改进后者从而提供基于表面活性剂体系的微乳液，其能广泛地被全世界食品消费所接受，并能作为水溶性香料的来源应用于透明饮料工业。
本发明正好满足这个需要。我们现在已经能够创立新的有利的可食用、完全透明、高油负载量的完全由食品级组分构成的微乳液，其包含非常低含量的表面活性剂/辅助表面活性剂，从热力学稳定性的观点看，作为乳化剂和在最终产品即在透明饮料中作为香料载体被证实感官优良。
发明内容
因此，本发明涉及一种透明的、高油负载量、热力学稳定、水包油型微乳液，其含有一种特定的表面活性剂体系。更具体地涉及一种可食用、透明、高香精油负载量、热力学稳定的微乳液，其含有：
a)至少10重量％的香精油；
b)10～30重量％的具有亲水亲油平衡HLB为6～18的表面活性剂体系；
c)由水和/或水溶性助溶剂形成的亲水相；
d)非强制性选择的维生素、抗氧化剂或其他常用于食品微乳液的添加剂；
并且其中的表面活性剂体系是脂肪酸的糖酯与卵磷脂的组合。
与香精油浓缩物相比，这些配方会含有量非常小的表面活性剂和醇，并具有较大温度范围的优良的热力学和感官稳定性。而且，它们能够很容易地掺入到透明饮料中，并且不影响后者的透明度。
根据本发明令人惊讶的有利的具体实施方案，香精油的重量为微乳液重量的至少20％，更优选高于25％。
由于本发明的微乳液非常的稳定和透明，并且能够高度地装填油，它们是一流的香料载体，特别是用于透明液体。另一方面，因为它们特殊的稳定性，还能组成良好的用于为了封装香料的制备而要挤压成型的初始产品。
从下面详细的说明，本发明的更多目的、方面和优势会变得明显。
因此已经出乎意料地发现，即使在其成分中相对于表面活性剂具有较低比例的助溶剂，微乳液也可含有大量的油，并且特别在高温下非常稳定。
如前所述，本发明的一个目的在于提供一种可食用的、透明的、高香精油负载量、热力学稳定的微乳液，其含有：
a)至少10重量％的香精油；
b)10～30重量％的具有亲水亲油平衡HLB为6～18的表面活性剂体系；
c)由水和/或水溶性助溶剂形成的亲水相；
d)非强制性选择的维生素、抗氧化剂或其他常用于食品微乳液的添加剂；
并且其中的表面活性剂体系是脂肪酸的糖酯与卵磷脂的组合。
在优选的具体实施方案中，一种根据本发明的微乳液由如上所述含量的组分(a)～(d)组成。
在优选的具体实施方案中，相对于微乳液的重量，香精油的量为至少20重量％，这样表面活性剂的量明显小于香精油的量。本领域众所周知，体系中例如微乳液中大量的表面活性剂是形成许多缺点的原因，例如异味、泡沫还有较高的粘度。因此在保持大量油的同时，使用较低量的表面活性剂的可能性非常有利于微乳液的应用，例如透明饮料的加香。
所有本发明的微乳液可有利地用作饮料中的香料载体，在那里它们提供透明、基本上无泡的饮料，没有油环形成或像肥皂样的异味，完全符合饮料消费目的规章的要求。
基本上，本发明的微乳液由通过使食品级类型的表面活性剂分散在水和特定醇的基质中的可食用的油构成。
分散在所述的水和醇的基质中的可食用的油可为一种油或相互溶解的油的混合物。该油构成了微乳液的油相，同时醇-水介质构成连续相。本发明的微乳液中可单独使用或混合使用的油的特定实例包括天然提取物例如柠檬、浆果、酸橙、橙子、葡萄柚、橘子、柑橘、金桔、香柠檬油或它们的任意混合物。
在一优选的具体实施方案中，油相还含有一种油溶性的抗氧化剂例如生育酚，其为微乳液提供了更好的稳定性。
连续的水相优选的是水与丙二醇(PG)、丙三醇或两者混合物的混合物。还能含有特定的水溶性成分，例如抗氧化剂、杀菌剂或防腐剂。
特别优选微乳液由超过20％w/w的香料构成，同时表面活性剂体系小于20％w/w。令人惊奇的是，无论在初始配方还是应用中，这些微乳液在0℃～40℃的温度范围内都显示出优良的稳定性和透明度。值得注意的是相应的饮料易于通过特定组分的简单混合来制备。
该微乳液的表面活性剂体系是脂肪酸的糖酯与卵磷脂的混合物。优选的，糖酯是脂肪酸的蔗糖酯。例如由Mitsubishi Corporation以商品名Ryoto Sugar Ester Solution LWA-1570售卖的产品提供了令人惊讶的有用的本发明的微乳液，并为后者提供了优选的具体实施方案。其他实例包括Sugar Ester type L-1695，D-1570和P-1670。
微乳液中脂肪酸的糖酯的量在较大的数值范围内变化。优选的具体实施方案含有的糖酯的量相对于微乳液的重量不超过25重量％。
相对于该微乳液的总重，卵磷脂的量优选为0.5～10重量％，更优选0.5～5重量％。任何类型的商用食品级卵磷脂都可以使用，但发现当使用来源于大豆的卵磷脂时，得到了饮料应用中特别有用的结果。由于此原因，适用的商用卵磷脂产品的特定实例可在本发明进一步说明的特定的具体实施方案中发现。
本发明的微乳液的连续相基本上由水和水溶性的助溶剂一起构成或甚至基本上仅由这种水溶性助溶剂构成，该水溶性助溶剂优选为具有至少两个羟基的多元醇。优选的这些物质为选自丙二醇、单糖和二糖和糖醇例如山梨糖醇、木糖醇、甘露醇和丙三醇的多元醇。更优选，使用丙二醇、丙三醇(也称作甘油)和两者的混合物。
根据本发明的特定的具体实施方案，表面活性剂和助溶剂的重量比为0.5～2.0，更优选相对于表面活性剂体系的量有大量过量的溶剂。该具体实施方案特别有利是因为其能提供具有意外的稳定性的高油含量产品，同时把表面活性剂的比例降至最低。
本发明的微乳液中含有的水溶性溶剂的量相对于微乳液的总重优选为25重量％或更多。
最后，这些微乳液中水的量可容易地由本领域的技术人员根据其他组分进行调节，特别是使用的水量相对于微乳液的总重小于20重量％，来完成后者的连续相。
根据本发明的微乳液可以通过在预先制备的连续相(水和多羟基醇的混合物)中加入糖酯表面活性剂而提供透明的表面活性剂/水相分散体来制备。将油相添加到该表面活性剂分散体中，并轻轻地搅拌该混合物来形成乳状分散体。在最后的步骤中，加入卵磷脂将其变成透明的微乳液。
按照上述的制备方法，通过使用最小量的表面活性剂和最优量的醇制得具有高油含量的稳定的、透明微乳液。
“透明”是指该微乳液更适宜具有至少大约80的亨特″L″透射率(transmission)，更优选至少大约85，最优选至少大约90，例如至少大约95。亨特L透射率通过使用由Hunter Associates Laboratory，Reston，Va制备的Hunter ColorQUEST(R)色度计测量以蒸馏水为对比的L色值。
该微乳液还可含有抗氧化剂、维生素(特别是维生素E)、苯甲酸钠和其他类似的组分。
由于优良的热力学稳定性、透明度和没有油环形成在配制的产品中，该微乳液是用于饮料市场，尤其是用于透明饮料配方的有利的香料源。因此本发明的另一目的在于上述的微乳液作为用于饮料配方的香精油的载体的用途，和进一步基于这样的微乳液配制而成的透明饮料。
在这样的饮料中，无论是否充了碳酸气体，本发明的乳状液通常以组合物或所要加香产品的总重的0.01～0.15％的比例存在。在本发明的微乳液的帮助下配制的透明饮料没有异味，并且最终配方的稳定性非常优异。
用本发明的微乳液加香的透明饮料可有利地含有抗氧化剂成分。
因此，本发明还涉及一种赋予、改进、增强或改变加香组合物或已加香产品的香味性质的方法，该方法包括在所述组合物或产品中加入如上所述的微乳液。
最后，出乎意料地确定本发明的微乳液能够有利地用作压出工艺中香精油的进料源。通过压出工艺这里是指通常依靠使用被加热至熔融状态的碳水化合物基质材料，与活性成分结合，然后挤压并冷却压出的物质形成保护所述成分的玻璃的方法。大量的现有技术公开了压出工艺。典型的引用包括US 3,704,137，US 4,707,367，US4,610,890，WO 99/27798，US 4,977,934，EP 202409，其全文引入作为参考，并且这里不需要这样的压出方法的更详细说明。
本发明现在将会通过下面的实施例但不局限于这些实施例举例说明。所给的温度为摄氏度数并且缩写具有本领域共同的意义。
具体实施方式
实施例1～5
本发明微乳液的制备和用途
一般方法
本发明的香料微乳液通过首先混合水、丙二醇和糖酯表面活性剂来制备。然后把任意其他的水溶性添加剂加到要获得最终的预微乳液中。
单独地，将所选择的香料与适当量的卵磷脂和其他油溶性添加剂混合，直到分散良好的透明/半透明系统形成。然后，室温下经轻轻搅拌，将特定量的预微乳液加到香料-卵磷脂混合物中。经过几分钟的搅拌之后，有时甚至立即地，获得透明和稳定的香料微乳液。必需组分的加入顺序并不严格。然而，通过所提及的添加顺序，有可能加速混合相之间的热力学平衡，换句话说，加快微乳液的形成。
预微乳液的制备
按照上述方法用下列组分按照标注的量制备典型的预微乳液。
  组分     量(g)   活性％
  Ryoto Sugar Ester LWA 1570*丙二醇泉水     165.00167.20187.00   12.71032.20055.090
  合计     519.20   100.00
*Muitsubishi Corporation
上面活性的意思源自于这样的事实，即市售Ryoto Sugar EsterLWA-1570作为溶液含有40％糖酯，其是活性成分；其余的是水和乙醇的混合物(56％水和4％乙醇)。
这种预微乳液显示了29.90+/-0.06mN/m的表面张力和29.1nm的液滴大小。
本发明微乳液的制备
六种不同的香料样品，如下所述，都含有0.01重量％的生育酚，都由美国佛罗里达的Firmenich Citrus Center市售，与卵磷脂混合，然后形成的油相与各自的预微乳液相混合来制备符合本发明的六种透明的微乳液，正如在下表中所总结的。
组分   微乳液样品w/w％
  A   B   C   D   E
  抗坏血酸   0.04   0.04   0.04   0.04   0.04
  Centrolex F卵磷脂*   2.11   1.86   1.77   4.76   4.85
  香料**   29.38   29.43   29.42   28.56   28.53
  Ryoto Sugar Ester LWA 1570   8.70   8.73   8.74   8.47   8.46
  丙二醇   22.05   22.11   22.14   21.46   21.44
  泉水   37.72   37.83   37.89   36.71   36.68
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
*来源：Central Soya，IN 46801-14000，美国
**来源：Firmenich Citrus Center，佛罗里达，美国
在上述微乳液中使用的各种香料连同它们的表面张力特性标注在下表中。
  微乳液样品
  A   B   C   D   E
  香料   天然橙子   天然葡萄柚   天然柠檬   天然柠檬-酸橙   天然酸橙Tahiti
  表面张力(mN/m)   29.23+/-0.02   29.14+/-0.01   29.45+/-0.04   29.12+/-0.04   29.56+/-0.04
两周之后，如上所述配制而成的所有香料微乳液显示了室温下优良的透明度和稳定性。
用这些微乳液制备透明饮料。
实施例6～12
本发明微乳液的制备和用途
采用在上面的实施例中所述的方法，通过混合在表I中标注的组分按照标注的浓度制备多种符合本发明的微乳液。
用这些微乳液，按照下表中标注的重量百分比通过加入微乳液制备透明饮料。
表I
  组分   微乳液重量％
  F   G   H   I   J   K   L
  Ryoto Sugar Ester LWA 1570   17.75   17.75   17.75   17.75   37.45   33.50   47.19
  丙三醇   42.70   43.10   43.60   43.43   28.34   45.00   21.25
  丙二醇   30.90   30.90   31.47   31.47   20.40   11.00   2.36
  卵磷脂*   2.90   2.50   1.43   1.60   1.76   0.50   1.38
  香料   5.70   5.70   5.70   5.70   12.00   10.00   27.54
  维生素E   0.05   0.05   0.05   0.05   0.05   -   -
  抗坏血酸   -   -   -   -   -   -   0.14
  苯甲酸钠   -   -   -   -   -   -   0.14
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  香料类型**   橙子ME   葡萄柚ME   柠檬ME   酸橙ME   酸橙ME   酸橙ME   葡萄柚ME
  组分   重量比
  香料/糖酯   0.32   0.32   0.32   0.32   0.32   0.30   0.58
  卵磷脂/香料   0.51   0.44   0.25   0.28   0.15   0.05   0.05
  丙三醇/糖酯   2.41   2.43   2.46   2.45   0.76   1.34   0.45
  饮料中使用的重量百分比   0.10   0.10   0.10   0.10   0.05   0.10   0.01
*Centrolex F；来源：Central Soya，IN 46801-14000，美国
**来源：Firmenich Citrus Center，佛罗里达，美国

Claims (21)

1.一种可食用的、透明、高香精油负载量、热力学稳定的微乳液，其含有：
a)至少10重量％的香精油；
b)10～30重量％的具有亲水亲油平衡HLB为6～18的表面活性剂体系；
c)由水和/或水溶性助溶剂形成的亲水相；
d)非强制性选择的维生素、抗氧化剂或其他常用于食品微乳液的添加剂；
并且其中的表面活性剂体系是脂肪酸的糖酯与卵磷脂的组合。
2.一种权利要求1所述的微乳液，其中香精油的重量为微乳液重量的至少20％，更优选高于25％。
3.一种权利要求1所述的微乳液，其中糖酯是脂肪酸的蔗糖酯。
4.一种权利要求1所述的微乳液，其中相对于乳状液的重量，糖酯的含量不超过25重量％。
5.一种权利要求1所述的微乳液，其中卵磷脂的含量相对于该微乳液的总重为0.5～10重量％，优选0.5～5重量％。
6.一种权利要求1所述的微乳液，其中助溶剂为具有至少两个羟基的多元醇。
7.一种权利要求6所述的微乳液，其中多元醇选自丙二醇、单糖和二糖和糖醇。
8.一种权利要求6所述的微乳液，其中助溶剂选自丙二醇、丙三醇及其混合物。
9.一种权利要求1所述的微乳液，其中香精油为柑橘属油，优选选自柠檬、浆果、酸橙、橙子、葡萄柚、橘子、柑橘、金桔和香柠檬油和它们的任意混合物。
10.一种权利要求1所述的微乳液，其含有小于20重量％的水。
11.一种权利要求10所述的微乳液，其中水溶性助溶剂的含量相对于微乳液的重量为30重量％或更高。
12.一种权利要求10所述的微乳液，其中水溶性助溶剂是丙二醇或丙三醇。
13.一种权利要求1所述的微乳液，其含有选自抗坏血酸、生育酚、维生素E和苯甲酸钠的组分。
14.一种可食用的、透明、高香精油负载量、热力学稳定的微乳液，其含有：
a)至少10重量％的香精油；
b)10～30重量％的表面活性剂体系，该表面活性剂体系是脂肪酸的糖酯与卵磷脂的组合；
c)由水和丙二醇或丙三醇以1∶2～2∶1的相对重量比例形成的亲水相；和
d)非强制性选择的维生素、抗氧化剂或其他常用于食品微乳液的添加剂。
15.一种权利要求14所述的微乳液，其中相对于微乳液的重量，卵磷脂的量为0.5～5重量％，糖酯的量为5～25重量％。
16.一种权利要求14所述的微乳液，其中糖酯为脂肪酸的蔗糖酯。
17.一种权利要求14所述的微乳液，其中香精油的重量为微乳液重量的至少20％，更优选高于25％。
18.一种权利要求14所述的微乳液，其中香精油为柑橘属油，优选选自柠檬、浆果、酸橙、橙子、葡萄柚、橘子、柑橘、金桔和香柠檬油和它们的任意混合物。
19.一种含有权利要求1所述微乳液的透明饮料。
20.一种含有权利要求14所述微乳液的透明饮料。
21.一种赋予、改进、增强或改变加香组合物或已加香产品的感官特性的方法，其中将权利要求1所述的微乳液作为香料载体加入到所述组合物或产品中。
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