CN102469813B - 封装活性成分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及封装领域。更具体地，本发明涉及一种在可食用组合物之中或之上封装活性成分例如优选调味成分的方法，封装材料包含空酵母细胞。另外，一种含有所述经封装的活性成分的食品，优选其为口香糖、油炸产品、烘烤产品或挤出产品的形式。
Description
技术领域
本发明涉及封装领域。更具体地，本发明涉及一种在可食用组合物之中或之上封装活性成分的新方法。
背景技术
在各个行业中都开发了制备封装的活性成分的方法以保护活性成分。例如，在食品行业中，有许多公知的用于封装调味料的方法。封装的主要目的是在(i)在将调味料掺入至食品中之前的存储期间、(ii)在将调味料组分与其它食品成分混合期间、(iii)在食品加工期间，例如烹饪和烘焙期间、(iv)在运输和储存期间和(v)在终端消费者制备食品期间防止挥发性组分的损失。
类似地，在营养食品行业，封装旨在通过在材料周围提供氧气屏障来保护对氧敏感的活性物质，例如富含多不饱和脂肪酸的鱼油。
在调味料行业中，封装的非常可取的优势在于在消费食品时，其能够控制释放活性成分同时具有高的热稳定性。解决该问题的一种方法是将调味化合物封装于微生物壁中。此方法在许多现有技术文献中都有描述。这种类型的胶囊通常是预处理步骤的对象，其中将活性成分添加至微生物的水性分散体中。然后在掺入食品中之前，干燥该由此制备的胶囊。
例如，US 2005/0118273描述了一种将调味料封装于酵母中的方法。通过将调味料加入至酵母的水性分散体中制备胶囊浆料。糖类粘附于酵母细胞体的表面。然后将获得的胶囊喷雾干燥，喷雾干燥粉末用来调味食品。
避免该预处理步骤并开发出简易的方法将是非常有利的，这样能够节省时间和成本。此外，还可以省略在将胶囊掺入到食品中之前的干燥步骤，从而避免产量损失。
因此，通过提供一种在可食用组合物中直接封装活性成分的方法以解决这些问题中的一个或多个是非常可取的，从而避免预处理步骤。
发明内容
本发明提供一种在可食用组合物之中或之上制备封装的活性成分的方法，包含步骤：
a)向该可食用组合物中加入
i)活性成分；并单独地加入
ii)包含空微生物细胞的封装材料；
b)在将所述活性成分添加至可食用组合物之前、期间和/或之后，非强制选择地加热该活性成分以确保所述活性成分处于液态；
c)在步骤a)中，向可食用组合物中添加完活性成分和封装材料之后，将液态活性成分与可食用组合物中或其上的封装材料密切地接触，从而使该液态活性成分能够封装于封装材料的内部。
另一方面，本发明提供一种含有由上述方法获得的经封装的活性成分的食品。
详细描述
本发明人惊奇地发现了一种制备封装活性成分于微生物中的新型简易方法，该方法不需要任何预处理步骤。本方法为封装领域做出了惊人的贡献，因为鉴于本领域所公知，即在掺入到食品中之前胶囊应当预载有活性成分，当在可食用组合物中或其上进行混合时，没有预料到活性成分能够有效地扩散至封装材料中。事实上，此种组合物含有具有不同于水的特性的各种成分，在所有现有技术文献中的封装都发生在该组合物中。特别地，组合物中疏水性组分的存在预计能够改变调味成分向封装材料中迁移的能力。
在本方法的第一步，向可食用组合物中分别地加入活性成分和封装材料。在本发明的范围内，“分别地加入”是指封装材料未预载有活性成分。
活性成分可以是液体形式的任何可食用活性成分。其在常温常压下(25℃，1atm)也可以是固体形式。在此种情况下，其必须经熔化，从而确保其能够与封装材料进行密切的混合。因此，当活性成分在常温下为固体形式时，本方法的步骤b)是强制的。可以使用任何方式进行熔化，例如使用任何标准装置进行加热。只要活性成分能够保持熔化状态足够长的时间以实现封装，则该熔化步骤可以发生在将活性成分加入至可食用组合物之前、期间或之后。例如，所述活性成分可以在范围广泛的活性物质中进行选择，例如药物、维生素和食品添加剂(如增味剂、芳香剂或调味料)。
在本发明的优选的实施方式中，活性成分的特征在于其logP值至少为1.5，或甚至优选至少为2。对于本发明来说，“logP”是指使用EPI suite v3.10；2000U.S.Environmental Protection Agency计算获得的logP。
优选地，活性成分为调味成分。对于本发明来说，“调味成分”是指一种化合物，其用于调味制剂或组合物以给予快感。换言之，要被认为是调味成分的此种成分，必须由本领域技术人员公认为能够以积极的或令人愉快的方式赋予或改变组合物的味道。
可以存在的调味成分的特性和类型在此不做更详细的描述，其在任何情况下皆不能详尽，技术人员基于其常识和根据预期的用途或应用以及期望的感官效果能够对其进行选择。概括来说，这些调味成分属于不同的化学分类，如醇类、醛类、酮类、酯类、醚类、醋酸酯类、腈类、萜类、含氮或含硫杂环化合物和精油，并且其可以是天然的或人工合成的。许多的这些调味成分列于参考文献如S.Arctander的著作，Perfume and Flavor Chemicals，1969，Montclair，New Jersey，USA，或其更新的版本或类似性质的其他著作中，以及调味料领域内丰富的专利文献中。也可理解为所述调味成分还可以是已知的以受控的方式释放各种类型的调味化合物的化合物。
活性成分可以是单一化合物或化合物的混合物，所述化合物非强制选择地具有不同的活性。将调味化合物的混合物非强制选择地与其它活性物质(例如，食品添加剂或药物)一起使用是特别有利的。
封装材料包含空微生物细胞。可以使用任何空微生物细胞，但特别地优选酵母细胞。“空微生物细胞”是指去除了细胞的内容物并且在本方法之前未在微生物中封装调味料。
封装材料可以由微生物细胞单独构成。或者，可以将微生物细胞与任何附加组分例如基质组分结合。基质组分优选地适合于形成聚合物基质。存在大量结构不同的基质形成的化合物或组合物，以下提及了其中的一些。
例如，基质组分可以由蛋白质或糖类形成，或包含蛋白质或糖类。可以使用能够与用来封装液体活性成分的微生物细胞结合的任何基质组分。适合的基质组分的特性在此不作进一步详述，其无论如何无法详尽，技术人员基于其常识或基于与将活性成分封装于微生物相关的任何文献的启示，能够选出合适的基质组分。
例如，可以使用本领域技术人员公知的任何适合的技术对微生物进行预处理，以增加活性成分对它的渗透性，或以去除有时不需要的微生物的气味或芳香。
可食用组合物定义为通过正常加工单独地或与其它组分组合地预定转化为可食用产品的成分的任何液体或固体混合物。因此，水就其本身而论，不认为是本发明目的的可食用组合物。水必须与其它成分混合才能被认为是可食用组合物。在本发明的优选的实施方式中，将活性成分和封装材料掺入到糖浆或糊状物中。糖浆或糊状物优选地用来形成可食用产品的包衣部分，更优选地为口香糖、挤出产品或待油炸的产品的包衣部分，最优选地为口香糖、谷物产品或炸薯条的包衣部分。在另一个优选的实施方式中，将活性成分和封装材料掺入至生面团中。所述生面团优选地拟用于烘烤或油炸产品中，特别是带馅油炸面团或咸味产品中。
在该方法的非强制选择的第二步中，将活性成分加热以确保其处于液体状态。在已经是液体活性成分的情况下，该步骤不是必需的，但为了提高封装速率，无论如何对混合物进行加热是可取的。
当活性成分在常温下为固体形式时，将此成分加热至其熔点以上，以便在封装材料存在下其处于液体状态，对于其扩散至微生物中和封装的发生是必需的。可以在步骤a)之前和/或期间、步骤a)与步骤c)之间、或甚至与步骤c)同时进行步骤b)。
在该方法的第三步，将液体形式的活性成分在可食用组合物中或其上与封装材料进行密切接触。优选地，将液体形式的活性成分在可食用组合物中与封装材料密切接触，在此种情形下，本发明的方法为一种在可食用组合物中制备封装的活性成分的方法。
使用本领域公知的任何方法(具体地通过低剪切混合、高剪切混合或均质化混合物，优选地通过高剪切混合或均质化作用)，非强制选择地在加热之后或同时，通过混合步骤a)中获得的组合物实现密切接触。液体活性成分与封装材料的密切接触能够使该液体活性成分通过壁扩散至微生物中，从而实现封装。
可以将密切地接触和/或加热该混合物作为最终产品的必要制备步骤，例如挤出、烘烤和/或油炸。
封装速率非常地依赖于温度。当将混合物加热至40℃的温度时，在1～2小时的期间内完成活性成分的封装。当在温度约30℃时，封装需要进行约4小时。在温度为20℃时，需要约16小时才能完成封装。因此，包括在大于40℃时加热混合物的方法是特别地有利的。
从而，将获得的经封装的成分直接地掺入至食品或部分食品中。然后根据技术人员公知的任何常规方法制备此种食品，其也是本发明的一个目的。因此，最终食物产品的制备步骤在此不作进一步的详细描述。在任何情况下，这些步骤对封装方法没有特定的影响，其可在任何类型的调味的产品基料中进行。
优选的目标应用是用本发明的方法制备的经调味的糖浆包覆的口香糖。其它优选的最终产品包括含有根据本发明的方法制备的生面团的或用本发明的方法制备的糖浆或糊状物包衣的挤出、烘烤和油炸食物产品，例如带馅油炸面团。本方法特别适于用来封装用在咸味产品中的调味料。
本发明的方法封装的活性成分在预定因素，例如存在的最低含水量的影响下从食物产品中以受控的方式释放。这些因素取决于封装材料的确切特性，并且特别地取决于微生物类型及非强制选择使用的基质的类型。封装材料的确切特性是本领域技术人员基于消费食物产品的条件来确定的。这些释放条件为本领域技术人员所公知，所以在此不做进一步详细地描述。
附图说明
图1：对实施例1～4的包衣糖浆中总剩余调味料装填量进行分析测试的结果汇总图。
图2：对实施例5的口香糖进行感官评价的结果汇总图。
图3：对干燥形式下的实施例7的谷物进行感官评价的结果汇总图。
图4：对与半脱脂牛奶混合的实施例7的谷物进行感官评价的结果汇总图。
图5：对实施例9的炸薯条进行感官评价的结果汇总图。
具体实施方式
现在将通过下述实施例的方式对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
包衣糖浆中封装的香蕉调味料的制备
用下表列举的成分以所示用量制备了一种包衣糖浆(包衣A)。
表1：包衣A的组成
| 成分 | 用量[g] |
| 水 | 386.7 |
| Maltisorb P2001) | 570.3 |
| 阿拉伯胶2) | 19.6 |
| 二氧化钛3) | 4.9 |
| 液体调味料4) | 5.55 |
| 封装材料5) | 12.95 |
1)来源：Roquette。
2)Gomme instant IRX 49345，来源：Colloides Naturel International。
3)来源：Precolor。
4)具有香蕉香调的调味成分的混合物，no 885043 TTB0299，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
5)酿酒酵母，品目954794，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
将以上所列的成分在烧杯中混合以形成稀浆。然后用高剪切混合器(IKA T18 basic Ultra Turrax)以20000rpm在40℃将该稀浆混合30秒，然后用常规搅拌器在40℃搅拌2小时，得到1kg包衣糖浆。
除了省去封装材料之外，使用上述技术用相同的成分以相同的用量制备了对照样品(包衣B)。
实施例2
包衣糖浆中封装的苹果调味料的制备
用下表列举的成分以所示用量制备了一种包衣糖浆(包衣C)。
表2：包衣C的组成
| 成分 | 用量[g] |
| 水 | 386.7 |
| Maltisorb P2001) | 570.3 |
| 阿拉伯胶2) | 19.6 |
| 二氧化肽3) | 4.9 |
| 液体调味料4) | 5.55 |
| 封装材料5) | 12.95 |
1)来源：Roquette。
2)Gomme instant IRX 49345，来源：Colloides Naturel International。
3)来源：Precolor。
4)具有苹果香调的调味成分的混合物，no 885043 TTB0299，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
5)酿酒酵母，品目954794，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
将以上所列的成分在烧杯中混合以形成稀浆。然后用高剪切混合器(IKA T18basic Ultra Turrax)以20000rpm在40℃将该稀浆混合30秒，然后用常规搅拌器在40℃搅拌2小时，得到1kg包衣糖浆。
除了省去封装材料之外，使用上述技术用相同的成分以相同的用量制备了对照样品(包衣D)。
实施例3
包衣糖浆中封装的薄荷调味料的制备
用下表列举的成分以所示用量制备了一种包衣糖浆(包衣E)。
表3：包衣E的组成
| 成分 | 用量[g] |
| 水 | 381.1 |
| Maltisorb P2001) | 561.9 |
| 阿拉伯胶2) | 19.3 |
| 二氧化钛3) | 4.8 |
| 液体调味料4) | 5.35 |
| 封装材料5) | 27.5 |
1)来源：Roquette。
2)Gomme instant IRX 49345，来源：Colloides Naturel International。
3)来源：Precolor。
4)具有薄荷香调的调味成分的混合物，no 885106 TTB0399，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
5)酿酒酵母，品目954794，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
将以上所列的成分在烧杯中混合以形成稀浆。然后用高剪切混合器(IKA T18 basic Ultra Turrax)以20000rpm在40℃将该稀浆混合30秒，然后用常规搅拌器在40℃搅拌2小时，得到1kg包衣糖浆。
除了省去封装材料之外，使用上述技术用相同的成分以相同的用量制备了对照样品(包衣F)。
实施例4
包衣糖浆中封装的葡萄柚调味料的制备
用下表列举的成分以所示用量制备了一种包衣糖浆(包衣G)。
表4：包衣G的组成
| 成分 | 用量[g] |
| 水 | 385.5 |
| Maltisorb P2001) | 568.5 |
| 阿拉伯胶2) | 19.6 |
| 二氧化肽3) | 4.9 |
| 液体调味料4) | 5.38 |
| 封装材料5) | 16.1 |
1)来源：Roquette。
2)Gomme instant IRX 49345，来源：Colloides Naturel International。
3)来源：Precolor。
4)具有葡萄柚香调的调味成分的混合物，no 885108 TTB0399，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
5)酿酒酵母，品目954794，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
将以上所列的成分在烧杯中混合以形成稀浆。然后用高剪切混合器(IKA T18 basic Ultra Turrax)以20000rpm在40℃将该稀浆混合30秒，然后用常规搅拌器在40℃搅拌2小时，得到1kg包衣糖浆。
除了省去封装材料之外，使用上述技术用相同的成分以相同的用量制备了对照样品(包衣H)。
实施例5
以含有封装的调味料的糖浆包衣的口香糖的制备与分析
制备
分别使用实施例1～4的新制包衣糖浆(包衣A～H)在工业包衣机中以80～100个循环对经典颗粒口香糖进行包衣，直到口香糖的重量增加了约40％。从而获得了口香糖A～H。
分析测试
进行分析测试以测定口香糖A～H的各包衣中的总调味料装填量。结果如图1所示。口香糖A、C、E和G(具有封装的活性成分的测试样品)的包衣中的调味料总量显著地高于口香糖B、D、F和H(具有游离调味料的对照样品)的包衣中的调味料总量，表明所有的测试调味料皆成功的被封装，并且在包衣糖浆的制备期间和后续的口香糖包衣期间有效地避免了调味料的损失。
感官分析
将口香糖A和B提交给由12位经过训练的成员组成的专家组进行盲测。小组成员在1～5的等级范围内对两个样品的风味强度进行评价，其中1为弱风味，而5为强风味。
结果如图2所示。与含有游离调味料的口香糖B相比，在含有封装的调味料的口香糖A中感知到更强烈的香蕉风味，从而表明消费者能够明确地感知到本发明包衣口香糖中封装的效果。
实施例6
包衣糖浆中封装的浆果调味料的制备
用下表列举的成分以所示用量制备了一种包衣糖浆(包衣I)。
表5：包衣糖浆I的组成
| 成分 | 含量[g] |
| 水 | 34.0 |
| 糖 | 65.0 |
| 液体调味料1) | 0.25 |
| 封装材料2) | 0.50 |
1)具有浆果香调的调味成分的混合物，no 885110，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
2)酿酒酵母，品目954794，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
将水和糖在烧杯中进行混合形成溶液。向该溶液中加入液体调味料和封装材料。然后用高剪切混合器(IKA T18 basic UltraTurrax)以20000rpm在40℃将所获得的稀浆混合30秒，然后用常规搅拌器在40℃搅拌2小时，得到99.75g包衣糖浆。
除了省去封装材料之外，使用上述用于包衣J的技术用相同的成分以相同的用量制备了对照样品(包衣J)。
实施例7
以含有封装的浆果调味料的糖浆包衣的谷物的制备与感官分
析
制备
分别使用实施例6的新制包衣糖浆(包衣I和J)用来在锅式包衣机中对玉米片谷物进行包衣，在15分钟的时间段内将60g糖浆加入至300g的谷物中，并用空气加热枪从外部对包衣锅进行加热以在锅式包衣机内获得25℃～35℃的温度。
感官分析
将用包衣I和J进行包衣了的谷物提交给由24位经过训练的成员组成的专家组进行盲测。小组成员对作为干燥谷物以及在半脱脂牛奶中两个样品的风味强度在1～10的等级范围内进行评价，其中1为弱风味，而10为强风味。
结果如图3和图4所示。与用含有游离调味料的包衣J进行包衣的谷物相比，在用含有封装的调味料的包衣I进行包衣的谷物中感知到更加强烈的浆果风味，从而表明消费者能够明确地感知到本发明中经包衣的谷物中的封装效果。
实施例8
包衣糊状物中封装的大蒜调味料的制备
用下表列举的成分以所示用量制备了一种糊状物(包衣K)。
表6：包衣K的组成
| 成分 | 用量[g] |
| 水 | 59.7 |
| 食盐1) | 1 |
| 糖汁2) | 39 |
| 液体调味料3) | 0.1 |
| 封装材料4) | 0.2 |
1)品目981185，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
2)马铃薯产品用糖汁，来源：Griffith BGB1214。
3)大蒜油，品目905097来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
4)酿酒酵母，品目954794，来源：Firmenich SA，Geneva，Switzerland。
在装备有加热系统、温度计和机械搅拌器(IKA LabortechnikRW20)的三颈圆底烧瓶中混合以上所列的成分以形成稀浆。将所述稀浆加热至40℃并继续搅拌2小时。
除了省去封装材料之外，使用上述技术用相同的成分以相同的用量制备了对照样品(包衣L)。
实施例9
以含有封装的大蒜调味料的糊状物包衣的炸薯条的制备与感
官分析
制备
使用包衣K和L对炸薯条(Mc Cain传统炸薯条)进行包衣。在脱水后，将其在传统油炸锅中于190℃油炸1分钟，然后冷冻2天。在消费该炸薯条之前，将其于180℃再油炸3分30秒。
感官分析
将用包衣K和L进行包衣了的炸薯条提交给由9位经过训练的成员组成的专家组进行盲测。小组成员对这两个样品的风味强度在1～10的等级范围内进行评价，其中1为弱风味，而10为强风味。结果如图5所示。与用含有游离调味料的包衣L进行包衣的炸薯条相比，在用含有封装的调味料的包衣K进行包衣的炸薯条中感知到更加强烈的风味，从而表明消费者能够明确地感知到本发明中经包衣的炸薯条中的封装效果。
Claims (12)
1.一种在可食用组合物之中或之上制备封装的活性成分的方法，包含步骤：
a)向该可食用组合物中加入
i)活性成分；并单独地加入
ii)包含空微生物细胞的封装材料；
b)在将所述活性成分添加至可食用组合物之前、期间和/或之后，非强制选择地加热该活性成分以确保所述活性成分处于液态；
c)在步骤a)中向可食用组合物中添加完活性成分和封装材料之后，将液态活性成分与可食用组合物中或其上的封装材料密切地接触，从而使该液态活性成分能够封装于封装材料的内部。
2.如权利要求1的方法，其特征在于所述可食用组合物为包衣糖浆或糊状物。
3.如权利要求1的方法，其特征在于所述可食用组合物为生面团。
4.如权利要求1的方法，其特征在于所述可食用组合物是可挤出的。
5.如权利要求1～4任一项的方法，其特征在于所述封装材料包含空酵母细胞。
6.如权利要求1～4任一项的方法，其特征在于所述空细胞结合有基质组分。
7.如权利要求1～4任一项的方法，其特征在于所述活性成分为调味料。
8.如权利要求1～4任一项的方法，其特征在于所述活性成分的logP至少为1.5。
9.如权利要求1～4任一项的方法，其特征在于步骤b)还包括将液体活性成分和封装成分加热到至少40℃的温度。
10.一种食品，其含有由权利要求1～9任一项的方法获得的经封装的成分。
11.如权利要求10的食品，其特征在于其为口香糖的形式，或为油炸产品、烘烤产品或挤出产品的形式。
12.如权利要求11的食品，其特征在于其为用由权利要求1～9任一项的方法获得的糖浆或糊状物包衣的口香糖的形式，或为用由权利要求1～9任一项的方法获得的糖浆或糊状物包衣的油炸产品、烘烤产品或挤出产品的形式。
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