CN101790318A - 提高食品粉末溶解动力学的颗粒结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改变颗粒物质溶解动力学的领域。具体而言，本发明涉及诸如用于特定目的的食品粉末的粉末溶解动力学的改造。本发明的一个实施方式涉及待溶解的复合颗粒，其包含至少两种固体可溶性亚颗粒，至少一种亚颗粒在复合颗粒待溶解于其中的液体中具有负的溶解热。

Description

提高食品粉末溶解动力学的颗粒结构
本发明涉及改变颗粒物质溶解动力学的领域。具体而言，本发明涉及诸如用于特定目的的食品粉末的粉末溶解动力学的改造。
代表方便食品主要部分的食品粉末，例如牛奶、咖啡、巧克力、饮料混合物(如卡布奇诺)、汤和婴儿配方食品受到食品工业越来越多的关注。食品粉末的溶解动力学在许多工业应用和消费者应用中是至关重要的，并且是确定产品质量的相关因素之一。
已进行了大量研究来理解粉末的溶解动力学，这些研究主要集中在制药业和食品工业。从消费者的角度看，粉末在水中或其他液体介质(如牛奶)中快速、简单并完全溶解和复原对于实际应用必不可少，而感官的关注可能会限制某些成分的使用。
当开发此类产品时，目标一般是达到良好的溶解特性，并将完成该过程所需的时间最小化。以上提及的绝大多数粉末溶解于热水，热水通常导致溶解速度的增加。
不过，最近市场上出现了几种旨在溶解于冷(如5-10℃)水或牛奶的粉末。此外，包含生物活性成分的粉末状产品可能对热敏感，应该在低温复原。
所以，有开发优化粉末溶解，尤其是食品粉末溶解的新策略的需要，该策略不依赖于温度并且最终能应用于大量的产品。
非晶体物质溶解的特征是放热溶解。与之相反，晶体物质溶解时，观察到吸热反应(Miller and de Pablo，“Calorimetric solution properties ofsimple saccharides and their significance for the stabilization of biologicalstructure and function″Journal of Physical Chemistry B104(2000)8876-8883)。此结果是由以下原因造成的：相对于稳定的晶体形式，高能量状态的非晶体形式导致其成为热力学不稳定的物质。
因此，就溶解速度而言，相对于其晶体对应物，观察到非晶体物质在溶解过程进行中不依赖于温度的优势(Hancock和Parks″What is the truesolubility advantage for amorphous pharmaceuticals？″PharmaceuticalsResearch 17(2000)397-404)。
在美国专利申请公开No.2003/0123250A1中提及了使用几种方法来提高难溶物质的溶解性，该方法包括：形成脂质体、小泡、乳液和胶态悬浮液；用分散剂包被颗粒、磨碎或碾碎。
但是，直到今天在本领域中仍非常需要可以调节粉末的溶解动力学，尤其是调节食品粉末为预期的目的而在特定液体中的溶解动力学的方法。例如，众所周知，消费者观察到巧克力粉末溶解于冷牛奶中的过程相当缓慢。
本发明人已解决这种需要。
因此，本发明的目的是克服目前本领域水平(state)的不足，并提供本领域调节粉末的溶解动力学，尤其是调节食品粉末为了预期目的而在特定液体中的溶解动力学(尤其是提高或降低溶解速度)的方法。
此目的通过如下解决：根据权利要求1的复合颗粒、根据权利要求9的产品，使用权利要求15的用途，并且通过根据权利要求12和权利要求16的方法。
本发明人意外地发现：将溶解热不同的物质，例如非晶体物质和晶体物质组合成一个颗粒，可以改变此颗粒的溶解动力学。如果该得到的复合颗粒总的放热溶解大于待溶解的原始物质，则在其他条件相同的情况下，其溶解速度将会提高。
另一方面，如果该得到的复合颗粒总的吸热溶解大于待溶解的原始物质，则其溶解速度将会降低。
本发明的一个目的是提高物质，例如粉末，尤其是食品级粉末在热和冷液体中的溶解速度。本发明人发现此目的可以通过仔细设计复合颗粒的结构，例如将呈现放热溶解的物质和呈现吸热溶解的物质组合来实现。这些物质物理组合在复合颗粒中，该物理组合例如为附聚、溶剂浇铸、共喷雾干燥、挤出、溶剂沉淀和/或部分或全结晶，以实现彼此之间紧密结合。所有这些物质优选是食品级，并可以已存在于给定食品中。
放热溶解的物质将提供热力学动力，导致复合颗粒的其他组分提高溶解速度。
本发明人发现：对于本发明的目的而言，如果希望提高物质混合物的溶解动力学速度，将放热(负的溶解热(negative heat))溶解的物质和吸热(正的溶解热(positive heat))溶解的物质共存于同一个复合颗粒中是必需的。从这个角度看，如果放热溶解物质的亚颗粒，和吸热溶解或放热溶解较少物质的亚颗粒仅仅是存在于同一粉末中，而不是存在于各个复合颗粒中是不够的。
本发明的另一目的是降低物质例如粉末在热的和冷的液体中的溶解速度。这在例如缓释制剂中是期望的。本发明人发现这也可以通过仔细设计复合颗粒的结构(类似上述复合颗粒)实现此目的，但此时将待溶解的物质和另一种吸热溶解更多的物质组合。
不希望束缚于该理论，本发明人相信这是因为放热颗粒充当局部的热源，与互补颗粒吸热的热汇点效应(heat sinking effect)相互抵消所致。净远场效应是偶极的而不是汇点的(sink)，而汇点的净远场效应更弱，这样就回避了热传限制。有效局部微环境环绕的颗粒基本与混合物的整体热状态隔绝，导致溶解率在很大程度上独立于整体温度。
因此，本发明的一个实施方式是待溶解的复合颗粒包含至少两种固体可溶亚颗粒，至少一种亚颗粒在复合颗粒待溶解于其中的液体中具有负的溶解热。这至少两种的固体可溶性亚颗粒的化学组成和固体状态(非晶体和/或晶体形式)不同。但是，它们可以是化学组成或固体状态相同的。
本发明的目的是复合颗粒，其颗粒包含两种或多种亚颗粒，优先由两种或多种亚颗粒组成。亚颗粒是非晶体特性或晶体特性，或由非晶体和晶体的混合物组成。亚颗粒之间通过形成稳定的复合络合物而相互作用。每一这些亚颗粒本身可由一种或多种化合物组成，其中至少一种化合物在化学意义上可溶于此颗粒待溶解于其中的液体。
对于本发明的目的而言，“可溶的”包括化学意义上的溶解度，此化学意义上的溶解度包含形成待溶解的化合物和溶剂之间的分子相互作用，例如氢键、范德华力或溶剂化作用(被溶剂分子包裹)。但是对于本发明的目的而言，“可溶的”和“已溶的”包括待溶解的化合物在短时间的溶解作用例如搅拌后，不是停留在玻璃制品或烧瓶的底部的任何情况。“短时间”对应于复合颗粒预计的用途，通常是大约5-60秒的时间段。例如，可溶巧克力粉末含有化学上不溶于水的组分。但是对于本发明的目的而言，只要像通常在食品应用中的一样，将它们加入并进行短时间搅拌后，并不停留在杯子的底部，就认为它们是可溶的。
本发明的复合颗粒中，亚颗粒之间的相互作用方式不是严格的。可能的相互作用模式包括：静电作用，氢键，疏水性相互作用，范德华力，熵效应，位阻力(steric force)或物理相互作用，或这些作用的组合。优选通过物理相互作用力的相互作用。
根据本发明的优选的实施方式，本发明的复合颗粒包含至少一种具有负的溶解热的非晶体性质的亚颗粒，和至少另一种晶体性质的、优选具有正的溶解热的亚颗粒。
对于本发明的目的而言，如果物质里没有长程有序的原子和/或分子位置，则是非晶体物质。通常非晶体物质是非结晶的过冷体系，其中构成该物质的原子和/或分子彼此之间不长程有序。但是，组分原子和/或分子足够稳定，从而物质在宏观角度上表现为固体。
另一方面，结晶物质是特征为平移、旋转和构像顺序的物质。组成此物质的分子和/或原子以一致的重复模式排列。
使用晶体物质和非晶体物质的优点是一种化合物的溶解动力学能够通过使用仅在另一种物理状态下的同一化合物来改变。不需要其他化合物。例如，通过提供本发明的复合颗粒(由结晶糖(糖类)组成的亚颗粒和非结晶糖(糖类)组成的亚颗粒组成)后，结晶糖的溶解速度显著提高。
本发明的复合颗粒待溶解于其中的液体并不是严格的。任何液体化合物都适宜。优选的，液体选自水、水溶液、牛奶、果汁、油或其混合物。这些液体可以是纯溶剂，也可以包含含有其他组分的液体。实例是果汁或蔬菜汁、咖啡、茶或乳液(如牛奶和沙拉调料)。液体可以是热的或冷的，优选在加入复合颗粒后使用产品时的温度附近。
本发明的主题尤其可用于提供包含本发明的复合颗粒的食品粉末，以提高食品粉末的溶解速度。在这种情况下，优选由食品级物质组成亚颗粒。
复合颗粒的大小并没有特别限制。当然，优选本发明复合颗粒的大小为让最终产品能够倾倒或通过例如勺子处理，优选粉末的形式或颗粒的形式。在优选的实施方式中，复合颗粒的平均直径为约0.001mm至1cm，优选为约0.01mm至0.5cm，特别优选为约0.1mm至10mm。此外，优选具有负溶解热的亚颗粒的平均直径为约0.0001mm至0.5cm，优选为约0.001mm至10mm，特别优选为约0.01mm至1mm。更优选所有的亚颗粒的平均直径为约0.0001mm至0.5cm，优选为约0.001mm至10mm，特别优选为约0.01mm至1mm。
亚颗粒的直径是决定具有溶解放热能量的颗粒所释放出来的能量转移给具有溶解吸热能量的亚颗粒的效率的一个影响因素。能量转移的效率越高，溶解动力学就越能得到有效调节。
这些复合颗粒和亚颗粒的直径可以通过光分散技术(例如Mastersizerfrom Malvern)或显微技术来测量。对于本领域技术人员而言，其他适宜的方法是已知的。
另一个影响两个亚颗粒之间能量转移的重要因素是亚颗粒之间接触面的结构和大小。通常的规律是，两个亚颗粒之间接触面越大、接触越近，就越能更好地调节溶解动力学。
为了加速复合颗粒的溶解，优选至少一种具有负的溶解热的亚颗粒的溶解热为约-1至-150J/g，优选为约-5至-75J/g，尤其优选为约-15至-40J/g。
为了减缓复合颗粒的溶解，优选至少一种具有正热溶解的亚颗粒的溶解热为约1至100J/g，优选为约5至60J/g，尤其优选为约10至30J/g。
设计为提供减缓溶解的本发明复合颗粒优选具有的溶解总热为约0至50J/g，优选为约1至25J/g，尤其优选为约5至15J/g。
另一方面，设计为提供增加溶解速度的本发明复合颗粒优选具有的溶解总热为约0至-50J/g，优选为约-1至-25J/g，特别优选为约-1至-5J/g。
为了调节溶解速度，可以分别使用或同时使用不同的方法。可以使用具有特别高或低的溶解热的亚颗粒来加速或减缓组合颗粒的溶解。备选的，可以使用至少两种亚颗粒的不同的体积/体积的比率，或重量/重量的比率。从这个方面来看，优选具有负溶解热的亚颗粒与具有正热溶解的亚颗粒之间的重量比率为约1∶20到20∶1，优选为约1∶10到10∶1，最优选为约1∶5到5∶1。
本领域技术人员将意识到本发明的主题不局限于任何物质或任何溶剂。相反，就描述物理过程而言，其本身可应用于所有的物质，只要它们在大体上可溶于待使用的特定液体。
因此，本发明的一个优点是仅仅通过调整已存在于待溶解物质中的组分的物理结构，就有可能调节这种物质的溶解速度。与现有技术中已知的方法相反，引入外来加速溶解的物质只是可选的，而非必需的。
对于待溶解物质的化学修饰也不是必需的。
在本发明的一个实施方式中，至少一种亚颗粒含有糖类，例如糖、盐、蛋白质或其混合物。
糖优选选自：单糖类，尤其是醛糖，例如赤藓糖、苏糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖或塔罗糖和酮糖类，例如赤藓酮糖、核酮糖、木酮糖、果糖、阿洛酮糖、山梨糖或塔格糖；二糖类，尤其是蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖或纤维二糖；寡糖类，尤其是果糖-寡糖、半乳糖-寡糖或甘露糖-寡糖；和多糖类。
尤其优选糖选自麦芽糖糊精类，尤其选自麦芽糖糊精DE21，麦芽糖糊精DE15或麦芽糖糊精DE12。
盐优选选自：碱金属的盐，所述碱金属例如锂、钠、钾；碱土金属的盐，所述碱土金属例如镁、钙、铝、铵、铜(II)、铁(II)、铁(III)、锌；和无机酸类的盐，所述无机酸类例如HCl，H3PO4，和/或有机酸类的盐，所述有机酸类例如甲酸、乙酸、丙酸、戊酸、庚酸、壬酸、丙烯酸；脂肪酸类的盐，所述脂肪酸类例如丁酸、月桂酸、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸；氨基酸的盐；酮酸类的盐，所述酮酸类例如丙酮酸、乙酰乙酸；芳香族羧酸类的盐，所述芳香族羧酸类例如苯甲酸、水杨酸；二羧酸类的盐，所述二羧酸类例如糖二酸、草酸、丙二酸、苹果酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸；三羧酸类的盐，所述三羧酸类例如柠檬酸，α-羟酸例如乳酸。
本发明复合颗粒的实例包含至少一种亚颗粒，该亚颗粒含有糖类、盐、葡萄糖-寡糖或其混合物，其中盐优选是酪蛋白酸钠，糖类优选是麦芽糖糊精DE 21。
对于食品应用，特别优选至少一种亚颗粒由单独一种组分组成，或由选自以下组分的混合物组成：奶粉、可溶咖啡、可溶巧克力粉末、粉末形式的饮料混合物例如卡布奇诺、速食汤、可溶麦芽饮料、特定营养粉末或婴儿配方粉末。
本发明的复合颗粒可以这样用作产品。然而，包含至少一种上述复合颗粒的产品也涵盖在本发明的范围内。
不过，优选本发明产品包含本发明复合颗粒的量为约5～100wt％，优选为约30～100wt％，更优选为约50～100wt％，尤其优选为75～100wt％。
本发明的产品可以是用于任何目的的产品，其中溶解速度改变了，但是本发明的产品优选是食品，尤其是选自奶粉、咖啡粉末、巧克力粉末、饮料混合物例如卡布奇诺、速食汤、可溶麦芽饮料和婴儿配方食品的食品。
为了确保正确安全的使用，本发明的产品优选是粉末状、聚集的或颗粒状。
复合颗粒可以通过提供亚颗粒的组分而制备，例如直接以亚颗粒或小滴的形式，并将它们与一种包含两种或多种亚颗粒的复合颗粒组合。
复合颗粒可以通过例如附聚、挤出、共喷雾干燥、溶剂浇铸、溶剂沉淀和/或部分或全结晶制备。
这些不同的技术已良好建立。因此，本领域技术人员将知道如何使用它们。
优选地，本发明的颗粒通过以下方法制备，所述方法包含步骤：
-制备包含第一种物质的亚颗粒的第一种粉末，其中该亚颗粒在此复合颗粒待溶解于其中的液体中具有负的溶解热
-制备包含第二种物质的亚颗粒的第二种粉末，其中该亚颗粒与第一种物质的亚颗粒相比，在此复合颗粒待溶解于其中的液体中具有更少的负溶解热或正溶解热，其中第一种物质和第二种物质可具有相同或不同的化学组成
-混合粉末并附聚它们
-干燥附聚的产物，以获得复合颗粒
在一个实施方式中，第一种粉末包含非结晶性质的亚颗粒，第二种粉末包含结晶性质的亚颗粒。
包含亚颗粒的混合粉末的附聚优选通过湿附聚或热附聚进行。本领域技术人员将意识到这个同样的过程可以使用多于两种粉末进行。同样，也可以使用多于两种亚颗粒进行。
附聚步骤优选在凝集机中进行。凝集机是一种使物质聚集成为相对持久的块状物的装置，该块状物中原始颗粒依旧可辨认。在此过程中，产物颗粒的大小比原始亚颗粒的大小增加了。
该方法优选用粉末进行，其中至少一种粉末包含奶粉、可溶咖啡、可溶巧克力粉末、粉末形式的饮料混合物例如卡布奇诺、速食汤、可溶麦芽饮料、特定营养粉末或婴儿配方粉末。
本发明包含的复合颗粒可由上述方法中的一种获得。
本发明也包含使用本发明的复合颗粒调节待溶解的物质在液体中的溶解速度。
本发明的另一实施方式是调节待溶解物质在液体中的溶解速度的方法，其包括将至少一种含有在液体中具有一种溶解热的待溶解物质的亚颗粒与至少另一种在液体中具有不同溶解热的物质的亚颗粒组合到一个复合颗粒中的步骤。
此方法可以通过使用权利要求1-16中的一项的复合颗粒来进行。
对于这个方法，同样的考虑、实施方式和应用优点与如上详述的复合颗粒本身相关。
在此方法优选的实施方式中，至少两种亚颗粒显示出不同的溶剂可及表面，优选至少一种颗粒是非晶体而一种颗粒是晶体。
此外，至少两种亚颗粒具有相同或不同的化学组成。
因此，本发明的一个方面是降低待溶解物质溶解速度的方法，其包括将至少一种含有待溶解物质的亚颗粒与至少另一种具有更高正溶解热的物质的颗粒组合到一个复合颗粒中的步骤。
本发明的另一个方面是提高待溶解物质的溶解速度的方法，其包括将至少一种含有待溶解物质的亚颗粒与至少另一种具有更低溶解热的物质的颗粒组合到一个复合颗粒中的步骤。
本领域技术人员将明白只要不偏离本发明的范围，他们可以组合本文所述的所有特征。
本发明的其他优点和实施方式将在以下实施例和/或以下附图中明显可见。
图1显示Aeromatic凝集机，其代表一种制备本发明复合颗粒的可能工具。
图2显示通过显微镜得到的显微图像。a)巧克力饮料粉末；b)附聚的巧克力饮料粉末；c)麦芽糖糊精DE21；d)附聚的麦芽糖糊精DE21；e)附聚的巧克力饮料粉末+麦芽糖糊精DE21，表明本发明复合颗粒的一个实施方式。
图3显示巧克力饮料粉末在30℃水中溶解时，通过等温量热法获得的典型曲线，显示在测量巧克力饮料粉末的溶解热时为吸热反应。
图4显示麦芽糖糊精DE21在30℃水中溶解时，通过等温量热法获得的典型曲线，显示为放热反应。
图5显示本发明复合颗粒的一个实施方式溶解时，通过等温量热法获得的典型曲线，此处和麦芽糖糊精DE21附聚的巧克力饮料粉末(40∶60w/w)在30℃水中溶解时，显示为轻微的放热反应。
图6显示麦芽糖糊精以500RPM溶解于30℃水中测得的电导率是时间的函数。
图7显示附聚的巧克力饮料粉末(虚线)和本发明一个实施方式的复合颗粒(巧克力饮料粉末+麦芽糖糊精，实线)的溶解动力学，使用电导分析法评测。
图8显示相对于附聚放热巧克力饮料粉末，本发明复合颗粒的一个实施方式(此处为附聚巧克力饮料粉末+麦芽糖糊精)测得的提高的溶解动力学。
图9描绘了相对于本发明复合颗粒的一个实施方式(此处为附聚巧克力饮料粉末+麦芽糖糊精)，对附聚巧克力饮料粉末颗粒单独观察到的溶解动力学。
图10显示来源于附聚巧克力饮料粉末(圆形)和本发明复合颗粒的一个实施方式(此处为附聚巧克力粉末+麦芽糖糊精，三角形)的单独颗粒图像分析的溶解动力学。
实施例1：
复合颗粒的制备
以下实施例介绍复合颗粒的制备，所述复合颗粒包含溶解时呈现吸热反应的食品粉末和导致放热反应的糖类。
将呈现吸热溶解的典型巧克力饮料粉末与麦芽糖糊精DE21(放热溶解)附聚。使用Aeromatic凝集机进行附聚过程(见图1)。基本上，将两种粉末引入凝集机，通过底部的气流将粉末流化。使用顶部的特别喷嘴来喷水。根据条件、初始粉末的组成和最终产品所期望的特性，这个过程进行确定的时间(一般为20分钟)。为了达到对应的最终湿度，获得的复合颗粒在真空烤箱中进一步低温干燥。
麦芽糖糊精和巧克力饮料粉末也分别接受同样的处理(即，自身附聚)。获得的附聚物在显微镜下观察，图像如图2所示。附聚的巧克力饮料粉末相比最初产物而言，呈现更大的颗粒体积，并且其作为比较与麦芽糖糊精附聚的巧克力饮料粉末的溶解动力学的对照，以便获得相似的颗粒大小和表面积。麦芽糖糊精暴露于同样的处理条件，为了确保即使在附聚过程之后其放热特性依然保留，检验了其溶解焓。在图2e中显示，产生的复合颗粒由附聚的巧克力饮料粉末和麦芽糖糊精(重量比为40∶60)组成。可以看出，复合颗粒表现为组成均一的混合物。
实施例2：
巧克力饮料粉末的溶解焓
巧克力饮料粉末的溶解焓使用膜细胞，在Calvet量热器(C80，Setaram，法国)内于30℃水中测量。使用外部控制的搅拌子进行混合(60转/分钟)，近似重现当制备真正的速溶饮料时，倒入粉末并手工搅拌的真实情况。图3显示当测量巧克力饮料粉末的溶解热时获得的典型曲线。该产物呈现出显著的吸热反应，测得的溶解热为ca.24J/g(吸热)。
麦芽糖糊精DE21的溶解焓
图4显示获自麦芽糖糊精DE21溶解的量热曲线(使用和巧克力粉末同样的条件)。和其他粉末混合物相反，单独的麦芽糖糊精在溶解时就产生ca.-30J/g的放热反应。
包含巧克力饮料粉末和麦芽糖糊精DE21的复合颗粒的溶解焓
从图5可见，当测量包含巧克力饮料粉末和麦芽糖糊精的复合颗粒的溶解焓时，得到几乎为零的量热反应。并且，测得的焓值接近零(ca-2J/g)，接近附聚过程中使用的巧克力饮料粉末和麦芽糖糊精比率的加权平均值。采用这种方法，溶解热可以被“调节”，通过使用溶解时具有放热反应的合适物质，并恰当设计复合颗粒的微结构，溶解热从吸热转化为放热。此方法表明溶解热可以控制以获得放热值，以便产生更加自发的溶解过程。
食品粉末溶解动力学的改进
为了评估和比较包含巧克力饮料粉末的复合颗粒的溶解动力学，进行了电导率测量。为了比较附聚巧克力饮料粉末的溶解动力学以及同时包含巧克力饮料粉末和麦芽糖糊精的复合颗粒的溶解动力学，在所有情况中使用了与前者相当的量；例如1克附聚巧克力饮料粉末相当于2.5克复合颗粒。
发现在溶解过程中，麦芽糖糊精的电导率可以忽略不计(图6)。因此，没有必要校正其对附聚混合物溶解的作用。所有测得电导率值因此归因于混合物中巧克力饮料粉末的溶解，并能直接与从单独的附聚巧克力饮料粉末获得的电导率值比较。
图7显示了电导率测量的结果。与单独的附聚巧克力饮料粉末相比，当巧克力饮料粉末和麦芽糖糊精存在于复合颗粒中时可以观察到溶解速度的提高。即使复合颗粒的表面被麦芽糖糊精有效覆盖，这个效应仍存在，而原本以为这种情况将降低溶解速度。放热更多的反应将进一步提高溶解动力学。这可通过使用具有更高放热溶解的物质取代本实施例中使用的麦芽糖糊精来实现。
从以上数据看出，用溶解50％粉末样品所需的时间(t50％)有可能量化溶解动力学的有效提高，同时也有可能使得在溶解全过程中获得最大溶解速度。这些数据如图8所示。复合颗粒的T50％比单独的附聚巧克力饮料粉末低ca.32％，而复合颗粒的最大溶解速度增加了ca.30％。
为了进一步评估对照样品(单独的附聚巧克力饮料粉末)和复合颗粒的不同，进行了图像分析。基本上，单独颗粒的溶解以影片(30℃，不流动，水∶颗粒的比率为100∶1)记录，可以自动探测到溶解中的固体变化的边界。然后衍生出不同的测量法，例如最小、最大和平均直径、重量等。图9显示了所获得影片的一些帧(每10秒)。可以清楚观察到两种颗粒溶解行为的不同。图10所示数据基于得到粒子直径的每帧图像分析。可以清楚看到，对于复合颗粒来说完成溶解的时间是ca.120秒，而对单独附聚巧克力饮料粉末来说在同样的时间内，只有一小部分初始颗粒溶解。在复合颗粒中观察到的不连续性是由于溶解过程中出现的分裂。这种分裂之后，随后是最大的部分，观察到所有小颗粒平行溶解，呈现出同样的溶解率。在任何情况下，溶解率的差异是明显的。

Claims (21)

1.包含至少两种固体可溶亚颗粒的待溶解的复合颗粒，其中至少一种亚颗粒在所述复合颗粒待溶解于其中的液体中具有负的溶解热。
2.根据权利要求1的复合颗粒，其中所述复合颗粒待溶解于其中的液体选自于水、水溶液、牛奶、果汁和油。
3.根据权利要求1或2的复合颗粒，其特征在于亚颗粒通过物理相互作用彼此直接接触，和/或至少一种具有负的溶解热的亚颗粒是非晶体性质，且至少另一种亚颗粒是晶体性质并且优选具有正的溶解热。
4.根据权利要求1-3中任一项的复合颗粒，其特征在于复合颗粒的平均直径为约0.001mm至1cm，优选为约0.01mm至0.5cm，尤其优选为约0.1mm至10mm；和/或至少一种具有负溶解热的亚颗粒的平均直径为约0.0001mm至0.5cm，优选为约0.001mm至10mm，尤其优选为约0.01mm至1mm；和/或所有亚颗粒的平均直径为约0.0001mm至0.5cm，优选范围为约0.001mm至10mm，尤其优选为约0.01mm至1mm。
5.根据权利要求1-4中任一项的复合颗粒，其特征在于至少一种具有正溶解热的亚颗粒的溶解热为约1至100J/g，优选为约5至60J/g，尤其优选为约10至30J/g；和/或至少一种具有负溶解热的亚颗粒的溶解热为约-1至-150J/g，优选为约-5至-75J/g，尤其优选为约-15至-40J/g；和/或所述复合颗粒的总溶解热为约0至50J/g，优选为约1至25J/g，尤其优选为约5至15J/g，或所述复合颗粒的总溶解热为约0至-50J/g，优选大约-1至-25J/g，尤其优选大约-1至-5J/g。
6.根据权利要求1-5中任一项的复合颗粒，其特征在于具有负溶解热的亚颗粒与具有正溶解热的亚颗粒的重量比率为约1∶20至20∶1，优选为约1∶10至10∶1，最优选为约1∶5至5∶1。
7.根据权利要求1-6中任一项的复合颗粒，其特征在于至少一种亚颗粒是食品级和/或包含糖、盐、葡萄糖-寡糖或其混合物，优选盐为酪蛋白酸钠，优选糖为麦芽糖糊精DE21。
8.根据权利要求1-7中任一项的复合颗粒，其特征在于至少一种亚颗粒由单独一种化合物组成，或由化合物的混合物组成，如奶粉、可溶性咖啡、可溶性巧克力粉末、粉末形式的饮料混合物例如卡布奇诺，速食汤，可溶性麦芽饮料或婴儿配方食品。
9.包含至少一种权利要求1-8中任一项的复合颗粒的产品。
10.根据权利要求9的产品，其特征在于所述产品包含权利要求1-8的复合颗粒，其量为5至100wt％，优选30至100wt％，更优选50至100wt％，尤为优选75至100wt％。
11.根据权利要求9-10中任一项的产品，其特征在于所述产品是食品和/或所述产品是粉末状、聚集的或颗粒状，优先选自：奶粉、咖啡粉末、巧克力粉末、饮料混合物例如卡布奇诺，速食汤，可溶性麦芽饮料和婴儿配方食品。
12.制备权利要求1-8中任一项的复合颗粒的方法，其包括通过提供亚颗粒组分，将它们组合成为包含两种或多种亚颗粒的复合颗粒的步骤，其中亚颗粒组分优选以亚颗粒形式或小滴形式直接提供，和/或其中亚颗粒通过选自以下的方法组合成复合颗粒：附聚、挤压、共喷雾干燥、溶剂浇铸、溶剂沉淀和/或部分或全部结晶。
13.根据权利要求12的方法，其包括步骤：
-制备包含第一种物质的亚颗粒的第一种粉末，其中所述亚颗粒在所述复合颗粒待溶解于其中的液体中具有负的溶解热
-制备包含第二种物质的亚颗粒的第二种粉末，其中所述亚颗粒与第一种物质的亚颗粒相比，在所述复合颗粒待溶解于其中的液体中具有更少的负溶解热或正溶解热，其中第一种物质和第二种物质具有相同或不同的化学组成
-混合粉末并附聚它们，优选通过湿附聚或热附聚
-干燥附聚的产物，以获得所述复合颗粒。
14.根据权利要求12或13的方法，其特征在于第一种粉末包含非晶体性质的亚颗粒，并且第二种粉末包含晶体性质的亚颗粒。
15.根据权利要求12-14中任一项的方法，其特征在于使用了两种以上包含亚颗粒的粉末。
16.权利要求1-8中任一项的复合颗粒在调节待溶解的物质在液体中的溶解速度的用途。
17.调节待溶解的物质在液体中的溶解速度的方法，其包括将至少一种含有在液体中具有一种溶解热的待溶解物质的亚颗粒与至少另一种在液体中具有不同溶解热的物质的亚颗粒组合到一个复合颗粒中的步骤。
18.根据权利要求17的方法，其特征在于至少两种亚颗粒呈现不同的溶剂可及表面，优选至少一种颗粒是非晶体并且一种颗粒是晶体。
19.根据权利要求17或18的方法，其特征在于至少两种亚颗粒具有相同或不同的化学组成。
20.根据权利要求17-19中任一项的方法来降低待溶解物质溶解速度，其包括将至少一种含有待溶解物质的亚颗粒与至少另一种具有更高溶解热的物质的颗粒组合到一个复合颗粒中的步骤。
21.根据权利要求17-19中任一项的方法来增加待溶解物质溶解速度，其包括将至少一种含有待溶解物质的亚颗粒与至少另一种具有更低溶解热的物质的颗粒组合到一个复合颗粒中的步骤。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108347962A (zh) * 2015-11-30 2018-07-31 雀巢产品技术援助有限公司 用于减少食物中糖的无定形多孔颗粒

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011012205A1 (de) * 2011-01-31 2012-08-02 Krüger Gmbh & Co. Kg Kalorienreduzierte Zusammensetzungen für die Herstellung von kakaohaltigen Instant-Getränken
EP3335569A1 (de) * 2013-10-01 2018-06-20 Bühler AG Sphärisches partikel, sowie lebensmittelsuspensionen und verzehrmassen mit sphärischen partikeln, die eine amorphe biopolymermatrix enthalten.
WO2018019812A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Merck Patent Gmbh Process for improving the dissolution behaviour of components in aqueous solutions
JP6979718B2 (ja) * 2020-03-05 2021-12-15 日研フード株式会社 チョコレート製品の製造方法
US20220330578A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-20 Sayso Beverages, Inc. Infusible beverage compositions and uses thereof
WO2023053785A1 (ja) * 2021-09-29 2023-04-06 不二製油グループ本社株式会社 発熱素材を含有する油脂性食品

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6875460B2 (en) * 2000-06-06 2005-04-05 Spi Polyols, Inc. Co-crystallized polyols and hydrogenated maltodextrin
JP4047212B2 (ja) * 2003-02-20 2008-02-13 クラシエフーズ株式会社 発色瞬溶性顆粒及びその製法並びに瞬溶性顆粒の発色方法
DE102004035373B3 (de) * 2004-07-21 2006-03-30 Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt Verbesserte kakaohaltige Mischungen
DE102005040666A1 (de) * 2005-08-26 2007-03-01 Krüger Gmbh & Co. Kg Zusammensetzung für kalorienreduzierte Instant-Getränke

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108347962A (zh) * 2015-11-30 2018-07-31 雀巢产品技术援助有限公司 用于减少食物中糖的无定形多孔颗粒
CN108347962B (zh) * 2015-11-30 2022-08-02 雀巢产品有限公司 用于减少食物中糖的无定形多孔颗粒

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