CN104244744A - 包含含油微胶囊的含水产品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了在酸性含水系统中稳定的微胶囊。所述微胶囊可以用于保护疏水性物质。所述微胶囊可以用于酸性食品中。所述微胶囊包括至少一种疏水性物质和围绕该至少一种疏水性物质的层。所述层包括多糖糖化蛋白质。本文还公开了用于生产所述微胶囊的方法。

Description

包含含油微胶囊的含水产品及其制造方法
优先权
本申请要求2012年3月21日提交的并且发明名称为“包含含油微胶囊的含水产品及其制造方法”的美国实用申请系列No.13/425,941(代理人案号No.056943.00966)的优先权，并且将其全部公开内容通过引用并入本文中。
发明技术领域
本发明涉及在酸性含水体系中保护疏水性物质的领域，更特别地涉及在酸性含水体系(如，食品)中含有疏水性物质的微胶囊。
发明背景
某些疏水性物质作为食品中的成分是所希望的，如，例如，在饮料中。在一些情况下，这样的疏水性物质不具有可接受的味道或味道特征或在酸性环境中不足以稳定。这样的疏水性物质的实例包括ω-3脂肪酸、水不溶性食用香料、水不溶性维生素等。已经发现某些疏水性物质具有有益的健康作用。例如，ω-3和ω-6脂肪酸形成人膳食的重要部分。在健康益处中，二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，是ω-3脂肪酸的长链形式，了解到在许多情况下支持大脑和心血管健康和功能。已经表明应当增加ω-3脂肪酸的食用。
之前，将疏水性物质作为溶液(使用相容性溶剂)、提取物、乳液或胶束分散体(称为微乳液)直接掺入含水体系中。尽管所有这些方法用来将疏水性物质分散于含水体系中，但它们没有提供对抗水解和氧化的延伸保护。商业上可购得的鱼油，例如，可以是高ω-3脂肪酸的，并且在一些情况下，是“包胶的”，但没有证明这些商业上可购得的鱼油在所有食物情况下都是适当稳定的，例如，在酸性食品中是物理或味道稳定的。这可能导致食品的负面变化，如摄入后令人不愉快的鱼腥味和气味，特别是由从胃中打嗝出鱼油引起的鱼腥余味。另外，ω-3脂肪酸，以及许多水不溶性食用香料、水不溶性维生素等，当暴露于空气、水和/或光时，对例如氧化或水解引起的降解不稳定。
希望提供适用于食品中的可食组合物，该组合物掺入了一种或多种疏水性物质。还希望提供掺入了这样的可食组合物的食品。以下公开的新组合物的至少某些实施方案可以减少或消除一种或多种掺入的疏水性物质用作适用于人或动物食用的食品中的成分时令人不愉快的味道和气味。以下公开的新组合物的至少某些实施方案提供了稳定形式的用于含水体系(如，食品)中的疏水性物质。在至少一些实施方案中，疏水性物质在食品的货架期期间对氧化和水解是稳定的。在至少一些实施方案中，疏水性物质在酸性食品中对氧化和水解是稳定的，所述酸性食品例如为pH低于pH5.0，并且在一些情况下低于pH3.5的食品。鉴于以下概述和非限制性实施例描述的益处，食品技术领域的技术人员将清楚本文公开的一些或全部食品的其他特征和优点。
概述
本发明的几个方面涉及用于疏水性物质的递送系统，所述疏水性物质可以掺入食品，如，例如，酸性食品中。通过将疏水性物质包胶在由多糖糖化蛋白质形成的微胶囊中，可以减少或消除一种或多种负面影响(例如，氧化、异味、令人不愉快的气味等)。
在一个方面中，提供了包含微胶囊的含水分散体的食品，其中所述微胶囊具有至少一种疏水性物质和围绕该至少一种疏水性物质的蛋白质界面，其中所述蛋白质界面包含多糖糖化蛋白质，并且所述多糖糖化蛋白质包含至少一种蛋白质残基和至少一种多糖残基，以及含有微胶囊含水分散体的第二种食品成分。本文中关于“围绕”疏水性物质的蛋白质界面，以及以下使用的可替换术语，如包围、微包胶、微胶囊化等可以互换使用，并且应当理解为表示所述蛋白质界面有效地分离或者保护疏水性物质(与其是否完美或完全地包围疏水性物质无关)，例如，为了更好的味道特征、抵抗氧化、抵抗水解和/或这些或其他目的的任意组合。
在本文公开的递送系统、含水分散体和食品方面的某些实施方案，即，非限制性实施例或实施方案中，多糖糖化蛋白质的至少一种多糖残基具有至少5kDa、至少200kDa或不超过1000kDa的分子量，并且选自短梗霉聚糖残基、葡聚糖残基、瓜尔豆胶残基、刺槐豆胶残基、塔拉胶残基、果胶残基及其任意组合。在某些实施方案中，至少一种蛋白质残基包含乳清蛋白质残基、卵清蛋白残基、溶菌酶残基、马铃薯蛋白残基、大豆蛋白残基、玉米醇溶蛋白残基和谷蛋白残基中的至少一种。在某些实施方案中，蛋白质残基基本上由乳清蛋白残基、卵清蛋白残基、溶菌酶蛋白残基、马铃薯蛋白残基、大豆蛋白残基、玉米醇溶蛋白残基、谷蛋白残基或其任意组合组成。在某些实施方案中，疏水性物质包含一种或多种脂质、水不溶性维生素、水不溶性甾醇、水不溶性类黄酮、香精、精油及其任意组合或基本上由一种或多种脂质、水不溶性维生素、水不溶性甾醇、水不溶性类黄酮、香精、精油及其任意组合组成。在某些实施方案中，至少一种多糖残基是短梗霉聚糖残基，至少一种蛋白质残基是乳清蛋白残基，并且疏水性物质包括ω-3脂肪酸。在某些实施方案中，所述食品是饮料，并且在一些实施方案中，所述食品是酸性饮料。
在第二个方面中，提供了用于制备微胶囊的含水分散体的方法，其包括a)制备蛋白质和多糖的溶液，b)将所述蛋白质和多糖的溶液冷冻干燥(为了方便，本文中任选地称为蛋白质/多糖溶液)，以形成冷冻干燥产品，c)将所述冷冻干燥产品加热形成多糖糖化蛋白质，d)将水、疏水性物质和多糖糖化蛋白质混合并均质成乳液，多糖糖化蛋白质在疏水性物质和水的蛋白质界面处积聚或多糖糖化蛋白质积聚为疏水性物质和水的蛋白质界面，由此产生微胶囊溶液。
在所公开的方法方面的某些实施方案中，所述蛋白质和多糖的溶液包含10-20％蛋白质和10-25％多糖。如本文中所用的，所有百分比值(除非另外专门陈述)都是所指整个组合物或材料的重量百分比(例如，在前一句中，整个“蛋白质和多糖的溶液”)。在某些这样的实施方案中，将蛋白质和多糖的溶液在40-60℃，40-80％相对湿度下加热24-48小时，以形成多糖糖化蛋白质。在某些实施方案中，多糖糖化蛋白质、水和疏水性物质的乳液具有约pH6.0至pH7.0的pH。
在第三个方面中，通过以下方法生产微胶囊的含水分散体，所述方法包括a)制备蛋白质和多糖的溶液，b)将所述蛋白质和多糖的溶液冷冻干燥，c)将所述冷冻干燥的蛋白质和多糖的溶液加热形成多糖糖化蛋白质，d)将水、疏水性物质和多糖糖化蛋白质混合并均质，e)使多糖糖化蛋白质在疏水性物质和水的界面处积聚，由此产生微胶囊。
在第四个方面中，提供了具有至少一种疏水性物质和围绕该至少一种疏水性物质的层的微胶囊。所述层包含多糖糖化蛋白质。所述多糖糖化蛋白质包含至少一种蛋白质残基和至少一种多糖残基。
在第五个方面中，提供了一种微胶囊的含水分散体，其中所述微胶囊具有至少一种疏水性物质和围绕该至少一种疏水性物质的层。所述层包含多糖糖化蛋白质。所述多糖糖化蛋白质包含至少一种蛋白质残基和至少一种多糖残基。
在第六个方面中，提供了一种包含微胶囊的食品，所述微胶囊具有至少一种疏水性物质和围绕该至少一种疏水性物质的层，其中所述层包含多糖糖化蛋白质，并且其中所述多糖糖化蛋白质包含至少一种蛋白质残基和至少一种多糖残基。
在第七个方面中，提供了一种微胶囊的含水分散体，其中所述微胶囊包含至少一种包含ω-3脂肪酸的疏水性物质和围绕该至少一种疏水性物质的蛋白质界面，其中所述蛋白质界面包含多糖糖化蛋白质，所述多糖糖化蛋白质包含至少一种乳清蛋白残基和至少一种短梗霉聚糖残基。在一些实施方案中，所述蛋白质界面具有0.005-10.0μm的平均厚度。
在至少某些实施方案中，已经发现了本文公开的微胶囊(本文也可替换和互换地称为含油微胶囊、含有疏水性物质的微胶囊、基于多糖糖化蛋白质的微胶囊、基于PGP的微胶囊等)和掺入它们作为成分的食品具有不曾预料的理想特性。例如，在某些这样的实施方案中，基于多糖糖化蛋白质(PGP)的微胶囊可以保持悬浮在含水系统中令人惊讶的长时间段，所述含水系统例如为，饮料、饮料浓缩物等。在某些这样的实施方案中，基于PGP的微胶囊可以保持在具有低于pH7.0的pH值，并且在一些情况下，低于pH3.5的酸性含水系统中令人惊讶的长时间段，所述含水系统例如为，饮料，饮料浓缩物等。此外，发现了在至少一些实施方案中，所述含有PGP的界面层有效地保护微胶囊中的疏水性物质对抗氧化和/或水解等。
本文公开的本发明的这些和其他方面、优点和特征通过参考以下详述将变得显而易见。此外，应当理解本文所述的各种实施方案的特征不是互相排斥的，而是以各种组合和排列存在于其他实施方案中。
附图简述
在附图中，相同的参照符号通常用来表示不同视图中的相同部分。此外，附图不一定是按比例的，而通常是将重点放在说明本发明的原理上。在以下描述中，参照以下附图描述了本发明的各种实施方案，其中：
图1是根据本发明的一个实施方案的微胶囊的示意图。
发明详述
鉴于本公开内容的益处，本文中公开的本发明主题的各种实施例和实施方案都是可能的，并且将是本领域普通技术人员显而易见的。在本公开内容中，“某些实施方案”(和相似短语)表示那些实施方案只是本发明主题的非限制性实例，并且存在未排除的其他可替换实施方案。除非另外表示或除非另外从描述的内容清楚看出，否则以下实施方案和实施例以及以上概述中的可替换要素或特征彼此可以互换。即，一个实施例中描述的要素可以与另一个实施例中的一个或多个相应的但不同的要素互换或替换。相似地，应当理解就某些实施方案或实施例公开的任选或非必要特征可以用于所公开主题的任何其他实施方案和实施例中。更一般地，应当理解实施例的要素通常被公开与本文公开的装置和方法的其他方面和实施例一起使用。操作性(即，能够执行一种或多种功能、任务和/或操作等)的组分或成分用来表示在至少某些实施方案中能够执行明确记载的功能、任务和/或操作，并且可以是操作性的以执行一种或多种其他功能、任务和/或操作。尽管本公开内容包括特定的实施例，包括本发明优选的模式和实施方案，但是本领域技术人员将认识到在所附权利要求所阐述的本发明的精神和范围内存在各种改变和变化。权利要求中使用的每个词语和短语旨在包括与本公开内容中使用一致的和/或与其任何相关技术领域中的技术和工业使用一致的所有字典含义。不定冠词，如“一个(a)”和“一个(an)”以及定冠词“该(the)”和其他这样的词语和短语以专利中的常用和传统方式用于权利要求中，用来表示“至少一种”或“一种或多种”。词语“包含”用于权利要求中以具有其传统的、开放式的含义，即，用来表示权利要求所限定的产品或方法可以任选地还具有权利要求中明确记载的那些以外的其他特征、要素等。短语“基本上由……组成”用来表示所限定的产品和方法必定包括所列成分并且对未列出的本质上没有影响本发明的基本的和新的特性的成分是开放的。
本发明的各个方面涉及本文公开的用于疏水性物质的微胶囊，其提供了适用于包含在食品中的稳定组合物，即，微胶囊对于货架储存、用于制备食品和当包括在酸性食品中时的货架储存等都是稳定的。所述微胶囊减少或消除许多疏水性物质(如，鱼油)令人不愉快的味道和气味，并且降低例如由不稳定的疏水性物质的氧化或水解引起的降解。所述微胶囊可以掺入与健康益处相关的食品，例如，橙汁中，以提供增强的营养价值。另外，所述微胶囊可以掺入食品，例如，碳酸软饮料中。通过将这样的疏水性物质包胶在微胶囊中，可以减少或避免食品可能的负面视觉和物理变化。所得到的食品对消费者而言是具有吸引力的，以及是稳定的并且具有适当的货架期。
在某些实施方案中，在含水分散体中提供了微胶囊。如本文所用的，“含水分散体”被定义为分布在整个液体水介质中的颗粒，例如，作为悬浮液、胶体、乳液、溶胶等。所述液体水的介质可以是纯水，或可以是水和至少一种水混溶性溶剂的混合物，所述水混溶性溶剂如例如为乙醇或其他醇类、丙二醇、甘油、二甲亚砜、二甲基甲酰胺等。在某些实施方案中，在微胶囊的含水分散体中可以存在实质性浓度的水混溶性溶剂，如，至少1％体积，约1％至约20％体积，或不超过20％体积，例如，5％、10％或15％体积。在其他实施方案中，将微胶囊稀释至食品中，并且水混溶性溶剂的浓度可以忽略。
如本文所用的，“微胶囊”被定义为含有一种或多种由蛋白质界面(在本文中也称为蛋白质界面层)包裹的疏水性物质的明显可辨认离散的颗粒，所述疏水性物质例如为油、水不溶性维生素、香精等，所述界面将所述疏水性物质与围绕颗粒的环境分开。在某些实施方案中，存在明显可辨认离散的上述颗粒的簇(例如，聚集物)。
如本文所用的，“疏水性物质”是指水不能混合的材料，如油、脂质、水不溶性维生素(例如，α-生育酚)、水不溶性甾醇、水不溶性类黄酮、香精或精油。根据本发明使用的油可以是固体、液体或两者的混合物。
如本文所用的，“脂质”包括任何含有一个或多个脂肪酸残基的物质，包括游离脂肪酸。因此，术语“脂质”包括，例如，甘油三酯、甘油二酯、甘油一酯、游离脂肪酸、磷脂或其任意组合。
如本文所用的，“脂肪酸”包括游离脂肪酸以及脂肪酸残基。无论何时本文提及脂肪酸的重量比，这种重量比都包括游离脂肪酸以及脂肪酸残基(例如，甘油三酯中含有的脂肪酸残基)。此外，如本文所用的，“多不饱和脂肪酸”(PUFA)包括任何在碳链中含有2个或多个双键的脂肪酸。
如本文所用，“多糖糖化蛋白质”或“PGP”是一种分子，其可以是真正的蛋白质，其中至少一种多糖残基与至少一种蛋白质残基共价或以另外的方式键合。当糖与引起褐变反应(通常是美拉德型反应)的蛋白质一起蒸煮时通常形成PGP。如本文所用，“多糖残基”是指PGP源自多糖的部分。同样，“蛋白质残基”是指PGP源自蛋白质的部分。“残基”是指形成多糖糖化蛋白质的多糖或蛋白质的一部分或组成部分。
如本文所用，“多糖”是指包含由糖苷键结合在一起的单糖单体的聚合碳水化合物结构。这些结构可以是线性的，或它们可以含有各种程度的分支。多糖通常含有20至1000个单糖单体。
如本文所用，“蛋白质”是指从链中排列的氨基酸构建的并且通过邻接氨基酸残基的羧基和氨基基团之间的肽键连接在一起的聚合物。通常，蛋白质含有至少10个氨基酸残基。根据本发明使用的蛋白质可以是，例如，完整的天然产生的蛋白质、蛋白质水解产物或合成的蛋白质。
如本文所用的，“界面”或“界面层”是将微胶囊中的一种或多种疏水性成分与周围环境(例如，含水液体或气体大气)隔开的层。如本文所用，“蛋白质界面”或“蛋白质界面层”是排除水，含有至少25wt.％，优选至少50wt.％蛋白质和/或蛋白质衍生物(如，PGP)的界面层。在一些实施方案，但不一定是全部实施方案中，界面层具有均匀的厚度。此外，不需要一定是连续的层，而是可以不连续、不规则等，只要作为疏水性物质和其中分散微胶囊的含水介质之间的界面是有效的就行。在一些实施方案中，蛋白质界面层包含各种蛋白质分子，其中一些包括多糖尾(PGP)。在许多实施方案中，PGP分子上的多糖尾可以诱导与其他微胶囊的排斥作用，由此防止聚集并且有助于微胶囊的空间稳定性。
在某些实施方案中，制备包含至少一种蛋白质和至少一种多糖的水溶液。在至少一些这样的实施方案中，至少一种蛋白质包含任何食品级蛋白质或基本上由任何食品级蛋白质组成。至少一种蛋白质的某些非限制性实例包括，例如，乳清蛋白，如β-乳球蛋白，α-乳球蛋白，乳清蛋白分离物，乳清蛋白浓缩物，卵白蛋白，溶菌酶，马铃薯蛋白，大豆蛋白，玉米醇溶蛋白，谷蛋白，豌豆蛋白，肉蛋白或其任意组合。至少一些实施方案中的至少一种多糖包含任何高分子量多糖或基本上由任何高分子量多糖组成。至少一种多糖的某些非限制性实例包括，例如，短梗霉聚糖、葡聚糖、瓜尔豆胶、刺槐豆胶、塔拉胶、果胶或其任意组合。在某些实施方案中，至少一种蛋白质和至少一种多糖的溶液包含10-20wt.％的至少一种蛋白质和10-25wt.％的至少一种多糖。在一些实施方案中，多糖与蛋白质的比例可以为，例如，1:50至2:1。在可替换的实施方案中，多糖与蛋白质的比例可以为，例如，1:10。在某些实施方案中，使至少一种蛋白质和至少一种多糖的溶液接受混合，如，高剪切混合。在某些实施方案中，高剪切混合可以在5000rpm下进行10分钟。
在某些实施方案中，将至少一种蛋白质和至少一种多糖的溶液冻干，使得在分子水平合并至少一种蛋白质和至少一种多糖。所述溶液可以通过本领域技术人员已知的任何方法来冻干。例如，可以将所述溶液放入冻干托盘中，然后将其放入与冷区(-40℃)连接的空间中，将其泵抽至真空(大约10-5巴)，持续24小时。可以利用任何标准冻干设备。
在可替换的实施方案中，可以通过使至少一种蛋白质和至少一种多糖的组合物接受机械研磨，例如，通过球磨、研钵和杵棒或任何其他形式的研磨，在分子水平合并至少一种蛋白质和至少一种多糖。
在一些实施方案中，将至少一种蛋白质和至少一种多糖的冻干产品加热，形成多糖糖化蛋白质(PGP)。在某些实施方案中，将冻干产品在40-60℃和40-80％相对湿度下加热24-48小时。在一些实施方案中，将冻干产品在60℃和60％相对湿度下加热24-48小时。在某些实施方案中，冻干产品的加热引起美拉德反应，由此形成PGP。
从美拉德反应形成的PGP包含至少一种多糖残基和至少一种蛋白质残基。在某些实施方案中，至少一种蛋白质残基包含乳清蛋白残基、卵白蛋白残基、溶菌酶残基、马铃薯蛋白残基、大豆蛋白残基、玉米醇溶蛋白残基、谷蛋白残基或其任意组合。此外，在某些实施方案中，至少一种多糖残基包含短梗霉聚糖残基、葡聚糖成残基、瓜尔豆胶残基、刺槐豆胶残基、塔拉胶残基、果胶残基及其任意组合。
在某些实施方案中，多糖残基含有至少90wt.％的单糖单体，其包含葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、半乳糖以及葡萄糖、果糖、阿拉伯糖和半乳糖的衍生物中的至少一种。在某些实施方案中，多糖残基是包含至少90wt.％相同单糖单体的同型聚合物。在某些实施方案中，PGP中含有的多糖残基具有例如至少5kDa、10kDa、100kDa或200kDa的分子量，如通过分子排阻色谱分析测定的。在某些实施方案中，PGP中含有的多糖残基具有不应超过1000kDa的分子量。
在某些实施方案中，通过将PGP与水和疏水性物质合并来制备乳液。在某些实施方案中，所述疏水性物质是，例如，油滴。滴用来表示被自由表面完全结合或几乎完全结合的一定量的物质(例如，油)。在某些实施方案中，所述滴可具有限定的形状，例如，通常可以是球形。在某些实施方案中，所述油滴是亲脂性营养素或水不溶性食用香料。在一些实施方案中，所述油滴可以含有与抗氧化剂(例如，α-生育酚、胡萝卜素和泛醇)结合的亲脂性营养素或水不溶性食用香料。
在某些实施方案中，亲脂性营养素可以包含脂溶性维生素(例如，维生素A、D、E和K)，生育三烯酚，类胡萝卜素，叶黄素类(例如，番茄红素、黄体素、虾青素和玉米黄素)，脂溶性营养药物，包括植物甾醇、甾烷醇及其酯，辅酶Q10和泛醇，疏水性氨基酸和肽，精油和提取物，以及脂肪酸，或基本上由以上物质组成。脂肪酸可以包括，例如，共轭亚麻酸(CLA)、ω-6脂肪酸和ω-3脂肪酸。合适的ω-3脂肪酸包括，例如，短链ω-3脂肪酸，如α-亚麻酸(ALA)，其源自植物来源，例如亚麻籽，以及长链ω-3脂肪酸，如二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。在某些实施方案中，长链ω-3脂肪酸可以源自，例如，海洋或鱼油。这样的油可以从各种类型的鱼或海洋动物提取，如凤尾鱼、毛鳞鱼、鳕鱼、鲱鱼、鲭鱼、鲱鱼、鲑鱼、沙丁鱼、鲨鱼和金枪鱼，或从海洋植物提取，如微藻，或其任意组合。ω-3脂肪酸的其他来源包括肝脏和脑组织和蛋类。
在某些实施方案中，水不溶性食用香料包含给食品或饮料产品提供所需风味的任何物质或基本上由给食品或饮料产品提供所需风味的任何物质组成，其基本上不溶于水(例如，非极性的疏水性物质，如脂质、脂肪、油等)。在某些实施方案中，食用香料可以是液体、凝胶、胶体或颗粒固体，例如，油、提取物、油性树脂等。示例性水不溶性食用香料包括，但不限于，柑桔油和提取物，例如，橙油、柠檬油、葡萄柚油、酸橙油、柠檬醛和柠檬烯、坚果油和提取物，例如，杏仁油、榛子油和花生油，其他水果油和提取物，例如，樱桃油、苹果油和草莓油，植物油和提取物，例如，咖啡油、薄荷油、香草油及其任意组合。
在某些实施方案中，将水、疏水性物质和PGP合并形成水包油型乳液。在某些实施方案中，所述乳液包含PGP、水、疏水性物质以及第二蛋白质、第二多糖和果胶中的至少一种。在一些实施方案中，所述第二蛋白质和所述第二多糖可以是在PGP材料中不反应的蛋白质和多糖。在某些实施方案中，在将水和油合并后，或者，在将水、油和PGP合并后，将乳液均质。在某些实施方案中，均质是两步高压均质过程(即，800和80巴)，在可替换的实施方案中，可以通过本领域已知的其他方法来形成乳液，包括微流体乳化、活塞型乳液或膜乳化。在某些实施方案中，均质后，将PGP与第二蛋白质、第二多糖和果胶中的至少一种在水和油的界面处积聚，形成蛋白质界面，并且由此在含水分散体中形成微胶囊。在某些实施方案中，可以在乳液形成之前、之中或之后，加入酸化剂和/或化学防腐剂。酸化剂的非限制性实例包括，例如，柠檬酸、葡糖酸δ-内酯、己二酸、磷酸、醋酸和酒石酸。化学防腐剂的非限制性实例包括，例如，六偏磷酸钠(SHMP)、丙酸钙、山梨酸钙、山梨酸钾、柠檬酸钠、山梨酸钾、苯甲酸钙、苯甲酸钠、苯甲酸钾、硝酸钠、氯化钠、二氧化硫、游霉素、乳酸链球菌肽、亚硫酸盐(二氧化硫、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾等)和EDTA二钠。或者，可以用抗微生物剂、照射、热处理，例如，使用超高温(UHT)处理和/或高温短时(HTST)处理的巴氏杀菌来处理乳液，或无菌包装。
在某些实施方案中，乳液可以包含PGP、水、疏水性物质和第二蛋白质、第二多糖或其任意组合中的至少一种，或基本上由上述物质组成。在某些实施方案中，PGP和第二蛋白质、第二多糖或其任意组合中的至少一种积聚以形成蛋白质界面。在某些实施方案中，界面层具有包含0.1-100wt.％PGP、0-99.99wt.％第二蛋白质和0-75wt％第二多糖的干重组合物，其中PGP、第二蛋白质和第二多糖占界面层干重组合物的至少80wt.％，或进一步地，至少90wt.％。在可替换的实施方案中，界面层具有包含0.25-30wt.％PGP、20-99.75wt.％蛋白质和0-50wt.％多糖的干重组合物。在进一步的实施方案中，界面层具有包含0.5-25wt.％PGP、20-95.5wt.％第二蛋白质和2-40wt.％第二多糖的干重组合物。
形成微胶囊的蛋白质界面层中使用的PGP的量可以大范围地改变，并且其中取决于油滴大小。在某些实施方案中，微胶囊含有0.1-50％干物质重的PGP。在可替换的实施方案中，微胶囊含有，例如，0.25-10％PGP，基于干物质重，或者，在另一个实施方案中，0.5％至5％干物质重的PGP。在某些实施方案中，微胶囊的蛋白质界面层的平均厚度在例如0.005至10μm、0.05至5μm，或0.1至1μm的范围内。例如，可以通过将乳液离心并且使用含有离心后形成的乳浆材料的微胶囊的红外线或Raman光谱，或使用显微镜，例如，透射电子显微镜(TEM)来测量蛋白质界面层的厚度。
在一些实施方案中，乳液可以包含PGP、水、疏水性物质和果胶，或基本上由这些物质组成。果胶可以选自，例如，高酯(HM)果胶(≥50％酯化)、低酯(LM)果胶(≤50％酯化)、酰胺化果胶，及其任意组合。在一些实施方案中，果胶是高甲酯果胶。在某些实施方案中，果胶超过75％是酯化的。在某些实施方案中，果胶是柑橘果胶。在某些实施方案中，果胶具有例如60kDa-500kDa或100kDa-200kDa g/mol的分子量。在某些实施方案中，但报纸界面层包含例如至少0.5％或至少10％重量干物质，并且不超过75％重量干物质浓度的果胶。
在某些实施方案中，乳液包含，例如，0.01-45wt％，或替换地，0.01-20wt.％的分散油；0.001-10wt.％，或替换地，0.01-3wt.％，或替换地，0.001-2wt.％的PGP；0-30wt.％，或替换地，0.05-10wt.％的选自蛋白质、多糖及其任意组合的生物聚合物；50-99.989wt.％，或替换地，70-99.3wt.％的水；并且其中各种组分总地占所述乳液的例如至少95wt.％，或在某些实施方案中，至少98wt.％。
在某些实施方案中，油滴含有，例如，至少3wt.％，至少5wt.％，不超过10wt.％，或替换地，不超过30wt.％的选自ω-3脂肪酸、ω-6脂肪酸及其任意组合物的多不饱和脂肪酸。在某些实施方案中，一种或多种多不饱和脂肪酸选自DHA、EPA、CLA及其任意组合。在一些实施方案中，油滴含有，例如，至少5wt.％，或替换地，不超过10wt.％的选自DHA、EPA、CLA及其任意组合物的多不饱和脂肪酸。
在某些实施方案中，本发明的微胶囊具有0.1-500μm，0.1-100μm，0.3-50μm，0.5-30μm或0.7-20μm范围的体积加权平均直径。在某些实施方案中，微胶囊中的油滴具有例如0.01-20μm或0.1-10μm范围的平均直径。本文公开的微胶囊大小包括所公开范围内的任一个或至少一种值以及范围的端点。可以通过本领域技术人员已知的任何方法，包括通过显微镜检查或激光散射，来测量微胶囊大小。
在某些实施方案中，油滴占所述微胶囊的例如至少5wt.％，至少10wt.％，至少20wt.％，或至少35wt.％。在某些实施方案中，油滴占所述微胶囊的不超过80wt.％。在某些实施方案中，油滴通常具有例如低于40℃，低于30℃，或低于15℃的熔点。
本文公开的含水分散体的某些实施方案可以在中性pH，例如，约6.0至7.0下制备。在某些实施方案中，然后可以将中性含水分散体加入到食品，例如，酸性或中性食品中，例如，可以在至少pH1.0，pH1.0至pH7.0，pH1.0至pH5.5的pH，不超过pH7.0，或不超过pH5.5。在一些实施方案中，将微胶囊的含水分散体加入到具有处于或低于3.5的最终pH值(即，最终制备的，作为包装产品中的pH值)的食品中。在一些实施方案中，将微胶囊的含水分散体加入到具有3.0或低于3.0最终pH值的食品中。
在某些实施方案中，除了微胶囊，本发明的含水分散体可以含有其他的分散组分。在某些实施方案中，分散体含有低于20wt.％的一种或多种分散的可食组分，包括分散的微胶囊。
在某些实施方案中，微胶囊基本上没有例如通过实质性的凝胶化、实质性的交联或实质性的微胶囊硬化来另外稳定。
在某些实施方案中，作为含水分散体来维持微胶囊的含水分散体。在可替换的实施方案中，例如，将微胶囊的含水分散体喷雾干燥、冷冻干燥、圆筒干燥或床式干燥。如果作为含水分散体维持，在某些实施方案中，对微胶囊的含水分散体进行处理，以防止微生物生长。在某些实施方案中，例如，将微胶囊的含水分散体巴氏杀菌；无菌包装；用化学防腐剂处理，化学防腐剂的非限制性实例包括，例如，六偏磷酸钠(SHMP)、丙酸钙、山梨酸钙、山梨酸钾、苯甲酸钠、苯甲酸钾、硝酸钠、氯化钠、二氧化硫、游霉素、乳酸链球菌肽、亚硫酸盐(二氧化硫、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾等)或EDTA二钠；用酸处理，酸的非限制性实例包括，例如，柠檬酸、葡糖酸δ-内酯、己二酸、醋酸、磷酸、酒石酸、琥珀酸或HCl；碳酸化，或其任意组合。在一些实施方案中，微胶囊的含水分散体在生产过程中没有接触空气或最小接触，在生产后巴氏杀菌，并且储存在冰箱中，没有暴露或有限暴露于光。
在某些实施方案中，将微胶囊分散于食品中。在某些实施方案中，微胶囊的含水分散体含有例如0.01-10％重量浓度的分散微胶囊，或在某些实施方案中，0.1-10％重量的连续含水相。在某些实施方案中，将分散微胶囊以0.2-5％含水相重量的浓度包含在含水分散体中。在某些实施方案中，含水分散体含有有限量的微胶囊，并且连续含水相表示大量的含水分散体，例如，至少70wt.％，80-99.9wt％，或90-99.8wt.％的含水分散体。
在某些实施方案中，微胶囊的含水分散体是可以用于将微胶囊递送至食品中的可倾倒浓缩物。根据这个实施方案，含水分散体含有10-50wt.％的微胶囊和50-10wt.％的连续含水相。在某些实施方案中，浓缩的微胶囊组合物的pH在例如pH1.0至4.8的范围内，或在某些实施方案中，在pH1.0至4.0的范围内。
在某些实施方案中，制备含有例如至少1wt.％，至少5wt.％，或至少10wt.％的分散微胶囊的浓缩微胶囊组合物。在某些实施方案中，将浓缩微胶囊组合物与水混合，并且在一些实施方案中，与其他组分混合以生产食品。在某些实施方案中，浓缩微胶囊组合物与水和其他组分的混合产生例如至少3，或替换地，至少5的稀释倍数(浓缩微胶囊组合物的最终体积/体积)。在某些实施方案中，稀释倍数不超过1000。
在某些实施方案中，将所需量的上述微胶囊形式的疏水性物质包括在食品中。包括在食品中的微胶囊的量，并且因此疏水性物质的量可以根据应用和所需的食品味道特征而改变。所述微胶囊可以以任何方式加入到食品中，如鉴于本发明公开内容的益处，本领域普通技术人员所知的。在某些实施方案中，将微胶囊与食品充分混合以提供基本上均匀的分布，例如，稳定的分散体。应当完成混合，使得所述微胶囊没有被破坏。如果所述微胶囊被破坏了，则可能导致疏水性物质的氧化。至少部分地基于所用成分的类型和量、所用成分的粘度、待生产产品的量、流速和成分(如，微胶囊)对剪切力或剪切应力的敏感性，可以为了特定的应用来选择混合机。
使用上述微胶囊的疏水性物质的包胶通过保护其免受例如氧化和水解来稳定疏水性物质。当包括在酸性食品中时，微胶囊可以在食品的货架期期间提供稳定的疏水性物质分散体。可能影响微胶囊货架期的因素包括产品经历的加工水平、包装类型和用于包装产品的材料。可能影响产品货架期的其他因素包括，例如，基础配方的性质(例如，用糖加甜的酸性饮料比用阿斯巴甜加甜的酸性饮料具有更长的货架期)和环境条件(例如，暴露于高温和日光对即饮饮料是有害的)。
在某些实施方案中，所述食品是饮料产品。在某些实施方案中，所述饮料产品包括即饮饮料、饮料浓缩物、糖浆、耐储存饮料、冷藏饮料、冷冻饮料等。在一些实施方案中，所述饮料产品是酸性的，例如，具有低于约pH5.0范围内的pH，在某些实施方案中，约pH1.0至约pH4.5范围内的pH值，或在某些实施方案中，约pH1.5至约pH3.8范围内的pH值。饮料产品包括，但不限于，例如，碳酸和非碳酸软饮料、泉水饮料、液体浓缩物、果汁和果汁味饮料、运动饮料、能量饮料、强化/增强水饮料、大豆饮料、植物饮料、谷物基饮料(例如，麦芽饮料)、发酵饮料(例如，酸奶和开菲尔酸奶)、咖啡饮料、茶饮料、乳饮料及其混合物。示例性果汁来源包括柑橘类水果，例如，橙子、葡萄柚、柠檬和酸橙，浆果，例如，蔓越橘、树莓、蓝莓和草莓，苹果，葡萄，菠萝，李，梨，桃，樱桃，芒果和石榴。饮料产品包括瓶、罐和纸盒产品以及泉水糖浆应用。
本文公开的其他食品的某些实施方案包括发酵食品、酸奶、酸奶油、干酪、酱汁、大农场蘸料、水果沙司、果冻、果酱、果脯等。在某些实施方案中，所述食品包括酸性的，例如，具有在低于约pH5.0范围内的pH值，在某些实施方案中，在约1.0至约4.5范围内的pH值，或在某些实施方案中，在约1.5至约3.8范围内的pH值。
所述食品可以任选地包括其他附加成分。在某些实施方案中，附加成分可以包括，例如，维生素、矿物质、甜味剂、水溶性食用香料、着色剂、增稠剂、乳化剂、酸化剂、电解质、消泡剂、蛋白质、碳水化合物、防腐剂、水混溶性食用香料、可食性颗粒及其混合物。在某些实施方案中，还考虑了其他成分。在一些实施方案中，可以在生产过程中的各个时刻添加所述成分，包括在巴氏杀菌之前或之后，以及在加入微胶囊之前或之后。
在至少某些实施方案中，可以本文公开的食品巴氏杀菌。在某些实施方案中，巴氏杀菌过程可以包括，例如，超高温(UHT)处理和/或高温短时(HTST)处理。UHT处理包括使食品或饮料产品接受高温，如通过直接的蒸汽注入或蒸汽灌注，或通过在热交换器中的间接加热。通常，在产品巴氏杀菌后，按照特定产品组成/构造和/或包装填充应用的需要来冷却产品。例如，在一个实施方案中，使食品接受加热至约185°F(85℃)至约250°F(121℃)，持续短的时间段，例如，约1至60秒，然后对于冷藏产品，快速冷却至约36°F(2.2℃)+/10°F(5℃)，对于耐储存产品或冷藏产品，冷却至环境温度，以及对于耐储存产品的热灌装应用，加热至约185°F(85℃)+/-10°F(5℃)。通常在闭合系统中进行巴氏杀菌过程，使得没有将食品或饮料产品暴露于大气或其他可能的污染源。在可替换的实施方案中，其他巴氏杀菌或灭菌技术也是有用的，如，例如，无菌或曲颈瓶处理。此外，可以按照食品或成分的需求，连续或平行进行多次巴氏杀菌处理。
此外，可以对食品进行后加工。在某些实施方案中，通常在加入微胶囊后进行后加工。后加工可以包括，例如，冷却产品溶液并且将其装入用于包装和运输的容器中。在某些实施方案中，后加工还可以包括将食品脱气至低于4.0ppm氧，优选低于2.0ppm，并且更优选低于1.0ppm氧。在可替换的实施方案中，可以在加工之前、巴氏杀菌之前、与微胶囊混合之前和/或加入微胶囊的同时，进行脱气和其他后加工任务。此外，可以在产品的中间加工和最终包装过程中，维持惰性气体(例如，氮或氩)头部空间。另外地/替换地，氧或UV屏障和/或氧清除剂可以用于最终包装中。
以下实施例是本发明的具体实施方案，但不限于此。
实施例
实施例1
含有鱼油的微胶囊的含水分散体的制备
使用以下方法制备了根据公开内容的一个示例性实施方案的微胶囊的含水分散体。
使用桌面Turrax(5000rpm)(重量百分比)，使10％天然乳清蛋白分离物(WPI)和10％短梗霉聚糖(分子量约200kDa)的水溶液接受高剪切混合2分钟。然后使用标准冻干装置，将乳清蛋白和短梗霉聚糖的水溶液冻干24小时。然后将冻干产品保持在60℃和60％相对湿度下48小时，以获得含有多糖糖化蛋白质(PGP)的产品。
然后通过将12％鱼油、73％水和5％PGP产品(重量百分比)的混合物在300-800巴下的高压均质来制备乳液。将乳液在32℃(90°F)下储存7天，随后测试气味和味道。没有检测到明显的鱼油氧化腐败。
实施例2
含有鱼油的饮料的制备
将按照实施例1中所述制备的乳液加入到具有pH3的pH的水溶液中。水溶液中的最终油浓度为0.072％(重量)鱼油。
将乳液在32℃(90°F)下储存7天，随后测试气味和味道。没有检测到明显的鱼油氧化腐败。乳液的视觉外观是均匀的，略有浑浊。
实施例3
含有鱼油的饮料的制备
使用以下方法制备了具有根据公开内容的另一种示例性实施方案的微胶囊的水分散体的水溶液。
使用面Turrax(5000rpm)(重量百分比)，使10％天然乳清蛋白分离物(WPI)和10％葡聚糖(分子量约200kDa)的水溶液接受高剪切混合2分钟，然后使用标准冻干装置，将乳清蛋白和葡聚糖的水溶液冻干24小时。然后将冻干产品保持在60℃和60％相对湿度下48小时，以获得含有多糖糖化蛋白质(PGP)的产品。
然后通过将12％鱼油、73％水和5％PGP产品(重量百分比)的混合物在300-800巴下的高压均质来制备乳液。将乳液加入具有pH3的pH的水溶液中。水溶液中的最终油浓度为0.072％(重量)鱼油。
将乳液在32℃(90°F)下储存7天，随后测试气味和味道。没有检测到明显的鱼油氧化腐败。乳液的视觉外观是均匀的，略有浑浊。
实施例4
含有鱼油的饮料的制备
使用以下方法制备了具有根据公开内容的可替换示例性实施方案的微胶囊的水分散体的水溶液。
使用面Turrax(5000rpm)(重量百分比)，使10％天然卵清蛋白和10％短梗霉聚糖(分子量约200kDa)的水溶液接受高剪切混合2分钟。然后使用标准冻干装置，将卵清蛋白和短梗霉聚糖的水溶液冻干24小时。然后将冻干产品保持在60℃和60％相对湿度下48小时，以获得含有多糖糖化蛋白质(PGP)的产品。
然后通过将12％鱼油、73％水和5％PGP产品(重量百分比)的混合物在300-800巴下的高压均质来制备乳液。将乳液加入具有pH3的pH的水溶液中。水溶液中的最终油浓度为0.072％(重量)鱼油。
将乳液在32℃(90°F)下储存7天，随后测试气味和味道。没有检测到明显的鱼油氧化腐败。乳液的视觉外观是均匀的，略有浑浊。
实施例5
微胶囊组合物
将实施例2中所述的乳液在5000g下离心60分钟。通过移液管从溶液顶部的含油混浊层获取2mL样品，并使用标准冻干设备冷冻干燥。接着，通过红外线光谱和大小排阻色谱，相对于蛋白质(WPI)、多糖(短梗霉聚糖)和多糖糖化蛋白(PGP)含量分析样品。在含有所述材料，以及正-苯二醛(OPA)、N,N-二甲基-2-巯基-氯化铵、硼砂和十二烷基硫酸钠(SDS)的溶液中，从340nm处的光吸收测定游离氨基(-NH2)的含量。
结果显示了围绕油滴的包胶材料由65％蛋白质、35％多糖组成，并且至少4.5％的蛋白质已经与短梗霉聚糖反应以形成PGP。
已经参考优选的实施方案描述了本发明。显然，其他人在阅读和理解前面详细的描述时将会想到修改和改变。本发明旨在被认为包括所有这样的修改和改变，只要它们在所附权利要求或其等价物的范围内。

Claims (39)

1.微胶囊的含水分散体，其中所述微胶囊包含：
a.至少一种疏水性物质；和
b.围绕该至少一种疏水性物质的蛋白质界面，
其中所述蛋白质界面包含多糖糖化蛋白质，且
其中所述多糖糖化蛋白质包含至少一种蛋白质残基和至少一种高分子量多糖残基。
2.权利要求1的含水分散体，其中所述微胶囊基本上由以下物质组成：
a.至少一种疏水性物质；和
b.围绕该至少一种疏水性物质的蛋白质界面，
其中所述蛋白质界面基本上由多糖糖化蛋白质组成，且
其中所述多糖糖化蛋白质基本上由至少一种蛋白质残基和至少一种多糖残基组成。
3.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种多糖残基具有至少5kDa的分子量。
4.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种多糖残基具有至少200kDa的分子量。
5.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种多糖残基选自短梗霉聚糖残基、葡聚糖残基、瓜尔豆胶残基、刺槐豆胶残基、塔拉胶残基、果胶残基及其任意组合。
6.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种蛋白质残基选自乳清蛋白质残基、卵清蛋白残基、溶菌酶残基、马铃薯蛋白残基、大豆蛋白残基、玉米醇溶蛋白残基，谷蛋白残基及其任意组合。
7.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种疏水性物质选自脂质、水不溶性维生素、水不溶性甾醇、水不溶性类黄酮、香精、精油及其任意组合。
8.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种蛋白质残基包含乳清蛋白残基，并且所述至少一种多糖残基包含短梗霉聚糖残基。
9.权利要求1的含水分散体，其中所述微胶囊具有0.1-500μm范围的体积加权平均直径。
10.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种疏水性物质是油滴。
11.权利要求10的含水分散体，其中所述油滴具有0.01-20μm范围的平均直径。
12.权利要求1的含水分散体，其中所述蛋白质界面进一步包含至少一种第二蛋白质和至少一种第二多糖。
13.权利要求12的含水分散体，其中所述蛋白质界面具有如下干重组成：
a.0.25-30wt.％多糖糖化蛋白质；
b.20-97.5wt.％第二蛋白质；和
c.0-50wt.％第二多糖。
14.权利要求13的含水分散体，其中所述多糖糖化蛋白质、第二蛋白质和第二多糖占蛋白质界面干重组成的至少80wt.％。
15.权利要求1的含水分散体，其中所述蛋白质界面具有0.005-10μm的平均厚度。
16.权利要求1的含水分散体，其中所述蛋白质界面进一步包含至少一种果胶。
17.权利要求16的含水分散体，其中果胶占蛋白质界面干重组成的至少0.5wt.％。
18.权利要求16的含水分散体，其中所述至少一种果胶选自高酯果胶、低酯果胶、酰胺化果胶及其任意组合。
19.权利要求16的含水分散体，其中所述至少一种果胶包含高甲酯果胶。
20.权利要求16的含水分散体，其中所述至少一种果胶包含柑橘果胶。
21.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种疏水性物质占所述微胶囊的至少5wt.％。
22.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种疏水性物质包含含有多不饱和脂肪酸的油。
23.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种疏水性物质包含含有多不饱和脂肪酸的油，所述多不饱和脂肪酸选自ω-3脂肪酸、ω-6脂肪酸或其任意组合。
24.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种疏水性物质包含含有二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)、十八碳四烯酸(steradonic acid)、α-亚麻酸(ALA)、共轭亚油酸(CLA)或其任意组合的油。
25.权利要求1的含水分散体，其中所述至少一种多糖残基包含短梗霉聚糖残基，所述至少一种蛋白质残基包含乳清蛋白残基，且所述至少一种疏水性物质包含ω-3脂肪酸。
26.权利要求25的含水分散体，进一步包含果胶。
27.食品，包含权利要求1的微胶囊的含水分散体。
28.权利要求27的食品，其中所述食品是饮料。
29.权利要求27的食品，其中所述食品具有1.0至7.0的pH。
30.形成微胶囊的含水分散体的方法，其包括：
a)制备蛋白质和多糖的溶液；
b)将所述蛋白质和多糖的溶液冷冻干燥，以形成冷冻干燥产品；
c)将所述包含蛋白质和多糖的冷冻干燥产品加热形成多糖糖化蛋白质；
d)将水、疏水性物质和所述多糖糖化蛋白质混合并均质成乳液，多糖糖化蛋白质在所述疏水性物质和水的界面处积聚，由此产生微胶囊的含水分散体。
31.权利要求30的形成微胶囊的含水分散体的方法，其中蛋白质和多糖的溶液包含10-20wt.％的蛋白质和10-25wt.％的多糖。
32.权利要求30的形成微胶囊的含水分散体的方法，其中使用桌面混合机使蛋白质和多糖的溶液接受5000rpm下的高剪切混合10分钟。
33.权利要求30的形成微胶囊的含水分散体的方法，其中将蛋白质和多糖的溶液冷冻干燥。
34.权利要求30的形成微胶囊的含水分散体的方法，其中将冷冻干燥产品在40-60℃，40-80％相对湿度下加热24-48小时。
35.权利要求30的形成微胶囊的含水分散体的方法，其中多糖糖化蛋白质、水和疏水性物质的乳液具有约6.0至7.0的pH。
36.权利要求30的形成微胶囊的含水分散体的方法，其中将微胶囊的含水分散体加入到食品中。
37.权利要求36的形成微胶囊的含水分散体的方法，其中所述食品具有1.0至5.5的pH。
38.包含微胶囊的食品，其中所述微胶囊包含：
a.至少一种疏水性物质；和
b.围绕该至少一种疏水性物质的层，
其中所述层包含多糖糖化蛋白质，和
其中所述多糖糖化蛋白质包含至少一种蛋白质残基和至少一种多糖残基。
39.微胶囊的含水分散体，其中所述微胶囊包含：
a.至少一种包含ω-3脂肪酸的疏水性物质；和
b.围绕该至少一种疏水性物质的蛋白质界面，
其中所述蛋白质界面包含多糖糖化蛋白质，
其中所述多糖糖化蛋白质包含至少一种乳清蛋白残基和至少一种短梗霉聚糖残基，和
其中所述蛋白质界面具有0.005-10.0μm的平均厚度。
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