CN104812909A - 用于生产离散固体挤出颗粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产包含分散体小滴的离散固体挤出颗粒的方法，所述颗粒以及所述颗粒在食物、饲料、药物和个人护理应用中的用途。

Description

用于生产离散固体挤出颗粒的方法
本发明涉及生产包含分散体小滴(dispersion droplets)的离散固体挤出颗粒(discrete solid extruded particles)的方法，所述颗粒以及所述颗粒在食物、饲料、药物和个人护理应用中的用途。
被挤出的分散体是水包固体亲脂活性物分散体(solid lipophilic active-in-water-dispersion)，其包含至少一种类胡萝卜素和至少一种乳化保护胶体和水。
在本发明的语境中，术语“乳剂”和“分散体”是同义词。在本发明的语境中，分散体包含(至少)一种(或多种)类胡萝卜素和一种(或多种)乳化剂和水。
存在许多配制类胡萝卜素的方法。制剂的类型取决于，即，这些制剂在最终应用中的用途以及所使用的材料(成分)的种类。然而，最重要且需要的制剂是所谓的干燥分散体。类胡萝卜素被乳化进含基质材料和/或合适的乳化保护胶体的含水相中。干燥后，类胡萝卜素被包埋在基质材料中。类胡萝卜素还可以在挤出物(extrudate)中(部分)结晶化。
已知的分散技术为，例如转子-定子系统、高压均质机或超声装置。这些技术的主要缺点为：需要相对低的粘度(通常低于1Pas)，从而导致分散体中大量的水。通常，这些方法需要使用有机溶剂，所述有机溶剂必须在分散或沉淀后被除去
挤出方法(和挤出机)在制剂领域众所周知。对于许多不同种类的材料，它们可被使用。对于许多不同种类的材料，例如热塑性塑料和橡胶，以及食物和饲料，它们可被使用。
使用挤出技术的主要优点为：可配制高粘度溶液且分散体可使用较少水，从而需要较少干燥。此外，挤出方法可作为连续方法运行且它可不利用有机溶剂而运行。
可在现有技术中发现：包含脂溶性维生素的乳剂被挤出。US2004/0201116公开了粒状物(pellet)，其通过将使用装置如高压均质机来生产乳剂与作为第二方法步骤的随后直接造粒或挤出相组合来获得。
本发明的目标是找到改善(而且简化)包含水包固体亲脂活性物分散体小滴的挤出物生产的途径，所述水包固体亲脂活性物分散体小滴包含至少一种类胡萝卜素和至少一种乳化保护胶体和水。
然后，这些挤出物还应该形成可良好流动的形式，其在颗粒表面具有比例低(low fraction)的水包固体亲脂活性物分散体小滴。
类胡萝卜素与亲脂维生素和亲脂香料明显不同。这些亲脂维生素为液体或能够容易地通过利用远低于100℃的合理温度被制成液体。类胡萝卜素是亲脂的，在100℃左右不能被熔化且在更高温度下分解。它们是所谓的微溶亲脂活性物的典型代表。
已找到生产这种离散固体颗粒的新方法。出乎意料地，已发现：当在挤出机内进行分散过程然后挤出物被进一步形成离散固体颗粒时，所述方法以及获得的挤出物和离散固体颗粒被改进。
当在挤出机(挤出设备)中进行分散过程且其中之后挤出物被进一步形成离散固体挤出颗粒时，
(i)能够获得非常小的平均分散小滴尺寸，和
(ii)获得非常窄且单形(monomodal)的小滴尺寸分布，和
(iii)这种方法能够容易地作为连续方法运行，和
(iv)不使用有机溶剂，和
(v)能够使用较少水，从而干燥挤出物所需要的能量更少，和
(vi)离散固体挤出颗粒的良好流动性。
因此，本发明涉及生产离散固体挤出颗粒的方法，其中包含水包固体亲脂活性物分散体成分小滴的挤出物在第一步骤中通过挤出被生产，其中所述分散体包含至少一种类胡萝卜素和至少一种乳化保护胶体和水，
以及在挤出后，挤出物被进一步形成离散固体挤出颗粒。
本发明的一个优选实施方式涉及如上所述的方法，其中水包固体亲脂活性物分散体小滴包含至少一种类胡萝卜素(作为固体亲脂活性物)和至少一种乳化保护胶体和水，其中在挤出机中进行乳化过程。
本发明的一个优选实施方式涉及如上所述的方法，其中挤出物通过切割和干燥被进一步形成离散固体挤出颗粒。
本发明的一个优选实施方式涉及如上所述的方法，其中可在切割之前、切割期间或切割之后，以及它们的组合(＝任何顺序的干燥和切割)进行干燥。
本发明的一个优选实施方式涉及如上所述的方法，其中挤出物通过滚圆(spheronisation)过程被进一步形成离散固体挤出颗粒。
当在本文中使用时，术语“类胡萝卜素”包括天然的或合成的胡萝卜素或者结构相关的多烯化合物，其可被用作食物的功能性健康成分或着色剂，例如α-或β-胡萝卜素、8'-阿朴-β-胡萝卜素醛、8'-阿朴-β-胡萝卜素酸酯例如乙酯、角黄素、虾青素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素或藏红花酸、或它们的混合物。优选的类胡萝卜素是β-胡萝卜素、番茄红素和叶黄素以及它们的混合物，尤其是β-胡萝卜素。
因此，本发明的一个优选实施方式是如上所述的方法，其中一种或多种类胡萝卜素选自α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、8'-阿朴-β-胡萝卜素醛、8'-阿朴-β-胡萝卜素酸酯例如乙酯、角黄素、虾青素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素和藏红花酸。
在一个特别优选的方法中，类胡萝卜素是β-胡萝卜素。
根据本发明的方法中使用至少一种乳化保护胶体。术语乳化保护胶体涵盖具有乳化性能的所有保护胶体。可以使用任何通常已知和使用的乳化保护胶体。可根据挤出物之后的最终用途选择乳化保护胶体。这意味着：如果通过根据本发明的方法获得的挤出物用于食物或饲料产品中，那么乳化保护胶体必须为食物或饲料等级。如果它们用于药物应用中，那么乳化剂必须为药物等级。
合适的乳化保护胶体为，即改性(食物)淀粉、抗坏血酸棕榈酸酯、果胶、藻酸盐、卡拉胶、红藻胶、糊精衍生物、纤维素和纤维素衍生物(例如乙酸纤维素、甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素)、木质素磺酸盐、多糖胶(例如阿拉伯胶、亚麻子胶、茄替胶、罗望子胶和阿拉伯半乳聚糖)、明胶(牛、鱼、猪肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亚麻子、红花、扁豆、坚果、小麦、水稻、玉米、大麦、黑麦、燕麦、羽扇豆和高粱)、动物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸单甘油酯、脂肪酸双甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)。
淀粉可被物理和化学改性。预明胶化淀粉是物理改性淀粉的实例。酸改性的、氧化的、交联的、淀粉酯、淀粉醚和阳离子淀粉是化学改性淀粉的实例。
因此，一个优选的实施方式涉及下述方法，其中至少一种乳化保护胶体选自改性(食物)淀粉、抗坏血酸棕榈酸酯、果胶、藻酸盐、卡拉胶、红藻胶、糊精衍生物、纤维素和纤维素衍生物(例如乙酸纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素)、木质素磺酸盐、多糖胶(例如阿拉伯胶、亚麻子胶(flaxseed gum)、茄替胶、罗望子胶和阿拉伯半乳聚糖)、明胶(牛、鱼、猪肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亚麻子、红花、扁豆、坚果、小麦、水稻、玉米、大麦、黑麦、燕麦、羽扇豆和高粱)、动物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸单甘油酯、脂肪酸双甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)。
根据本发明的方法中还使用水。但如前所述，可使用与通常采用的方法相比较少水来运行所述方法。
根据本发明的方法中不使用有机溶剂。
在配制(挤出)过程期间，还可以加入其它成分(助剂)。
所述助剂可有益于挤出过程
和/或挤出物，
和/或离散固体颗粒，
和/或产品(或应用)，其中所述离散固体颗粒之后被使用。
所述助剂例如，
抗氧化剂(例如抗坏血酸或其盐、生育酚(合成的或天然的))、丁羟甲苯(BHT)、抗坏血酸棕榈酸酯、丁羟茴醚(BHA)、没食子酸丙酯、叔丁基羟基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗坏血酸酯)；
塑化剂(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、转化糖浆、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、柠檬酸的酯、乳糖醇、赤藓糖醇和麦芽糖醇)；
稳定剂(例如凝胶形成剂如黄原胶、结冷胶)；
湿润剂(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；
染料；
芳香剂；
填充剂和
缓冲剂。
任选地加入这些助剂。当加入时，那么基于分散体的总重量，助剂的量从1到85重量-％(wt.-％)。
以上列出的关于类胡萝卜素、乳化保护胶体和助剂的所有优选也适用于挤出物组合物以及离散固体挤出颗粒。
在根据本发明的一个优选方法中，基于分散体的总重量，使用0.5wt.-％至50wt.-％，优选地1wt.-％至45wt.-％，更优选地1wt.-％至30wt.-％，甚至更优选地1wt.-％至20wt.-％，尤其优选地1wt.-％至15wt.-％的至少一种类胡萝卜素。
在根据本发明的一个优选方法中，基于分散体的总重量，使用5wt.-％至80wt.-％，更优选地8wt.-％至80wt.-％，甚至更优选地10wt.-％至80wt.-％的至少一种乳化保护胶体。
在根据本发明的一个优选方法中，基于分散体的总重量，使用1wt.-％至90wt.-％，优选地1wt.-％至80wt.-％的水。
在根据本发明的一个优选方法中，基于分散体的总重量，使用1wt.-％至85wt.-％的至少一种助剂。
因此，本发明的一个优选实施方式涉及生产离散固体挤出颗粒的方法，其中包含水包固体亲脂活性物分散体小滴的挤出物在第一步骤中通过挤出被生产，其中所述分散体包含
基于所述分散体的总重量，0.5wt.-％至50wt.-％的至少一种类胡萝卜素，和
基于所述分散体的总重量，5wt.-％至80wt.-％的至少一种乳化保护胶体，和
基于所述分散体的总重量，1wt.-％至90wt.-％的水，和
基于所述分散体的总重量，1wt.-％至85wt.-％的至少一种助剂，以及
其中，挤出之后，挤出物被进一步形成离散固体挤出颗粒。
因此，本发明的一个优选实施方式涉及生产离散固体挤出颗粒的方法，其中包含水包固体亲脂活性物分散体小滴的挤出物在第一步骤中通过挤出被生产，
其中所述分散体包含
基于所述分散体的总重量，1wt.-％至45wt.-％的至少一种类胡萝卜素，所述类胡萝卜素选自α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、8'-阿朴-β-胡萝卜素醛、8'-阿朴-β-胡萝卜素酸酯例如乙酯、角黄素、虾青素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素和藏红花酸，和
基于所述分散体的总重量，8wt.-％至80wt.-％的至少一种乳化保护胶体，所述乳化保护胶体选自改性(食物)淀粉、抗坏血酸棕榈酸酯、果胶、藻酸盐、卡拉胶、红藻胶、糊精衍生物、纤维素和纤维素衍生物(例如乙酸纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素)、木质素磺酸盐、多糖胶(例如阿拉伯胶、亚麻子胶、茄替胶、罗望子胶和阿拉伯半乳聚糖)、明胶(牛、鱼、猪肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亚麻子、红花、扁豆、坚果、小麦、水稻、玉米、大麦、黑麦、燕麦、羽扇豆和高粱)、动物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸单甘油酯、脂肪酸双甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)，和
基于所述分散体的总重量，1wt.-％至80wt.-％的水，和
基于所述分散体的总重量，1wt.-％至80wt.-％的至少一种助剂，所述助剂选自抗氧化剂(例如抗坏血酸或其盐、生育酚(合成的或天然的)；丁羟甲苯(BHT)；丁羟茴醚(BHA)；抗坏血酸棕榈酸酯；没食子酸丙酯；叔丁基羟基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗坏血酸酯)；塑化剂(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、转化糖浆、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、柠檬酸酯、乳糖醇、赤藓糖醇和麦芽糖醇)；稳定剂(例如凝胶形成剂如黄原胶、结冷胶)；湿润剂(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；染料；芳香剂；填充剂和缓冲剂，以及
其中，挤出之后，挤出物被进一步形成离散固体挤出颗粒。
因此，本发明的一个更优选实施方式涉及生产离散固体挤出颗粒的方法，其中包含水包固体亲脂活性物分散体小滴的挤出物在第一步骤中通过挤出被生产，
其中所述分散体包含
基于所述分散体的总重量，1wt.-％至30wt.-％，优选地1wt.-％至20wt.-％，更优选地1wt.-％至15wt.-％的β-胡萝卜素，和
基于所述分散体的总重量，10wt.-％至80wt.-％的至少一种(改性)食物淀粉，和
基于所述分散体的总重量，1wt.-％至60wt.-％的水，和
基于所述分散体的总重量，1wt.-％至80wt.-％的至少一种助剂，所述助剂选自抗氧化剂(例如抗坏血酸或其盐、生育酚(合成的或天然的)；丁羟甲苯(BHT)；丁羟茴醚(BHA)；抗坏血酸棕榈酸酯；没食子酸丙酯；叔丁基羟基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗坏血酸酯)；塑化剂(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、转化糖浆、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、柠檬酸酯、乳糖醇、赤藓糖醇和麦芽糖醇)；稳定剂(例如凝胶形成剂如黄原胶、结冷胶)；湿润剂(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；染料；芳香剂；填充剂和缓冲剂，以及
其中，挤出之后，挤出物被进一步形成离散固体挤出颗粒。
本发明的一个优点为：挤出物内部(和离散固体挤出颗粒中)的水包固体亲脂活性物分散体的平均小滴尺寸的尺寸分布狭窄且为单形。这意味着：类胡萝卜素近乎均匀分布在挤出物内部(和离散固体挤出颗粒中)，这允许之后极其精确的剂量。
此外，根据本发明的方法允许生产挤出物内部(和离散固体挤出颗粒中)极小尺寸的水包固体亲脂活性物分散体小滴。平均小滴尺度可小至50nm。通常，小滴小于1μm。
优选地，挤出物(和离散固体挤出颗粒中)的水包固体亲脂活性物分散体的平均小滴尺寸(d3,2)在50nm和300nm之间。
通过使用众所周知的标准化方法来测量小滴尺寸。合适的方法是光散射或激光衍射。
更优选地，挤出物内部(和离散固体挤出颗粒中)的水包固体亲脂活性物分散体的平均小滴尺寸(d3,2)在100nm和200nm之间。
挤出方法的特征在于：在挤出机内进行分散过程。通常，在挤出机方法的不同入口加入三种主要成分(类胡萝卜素、乳化保护胶体和水)。这些入口被安排为彼此分离。当(任选地)加入助剂时，其可与一种或多种主要成分一起加入或者其还可以在单独步骤中加入。
通常，首先加入乳化保护胶体，然后加入水，然后加入类胡萝卜素。还可以通过多于一个位于不同位置的挤出机入口加入一种成分。因此，本发明的另一实施方式涉及下述方法，其中首先加入乳化保护胶体(或乳化剂的混合物)，然后加入水，之后加入类胡萝卜素(或类胡萝卜素的混合物)。
本发明的一个优选实施方式涉及下述方法，其中类胡萝卜素是β-胡萝卜素。在这种情况下，β-胡萝卜素如下被加入，
(i)作为液体(熔化物)加入挤出机中(任选地与油预混合)，或者
(ii)作为固体粉末加入(任选地与至少一种改性(食物)淀粉预混合，且其中可在挤出机起始或任何阶段向方法中加入粉末)。
挤出机内的温度通常在20℃和220℃之间。优选地，离开挤出机的挤出物的温度＜100℃。挤出机中成分的总停留时间通常在1s和400s之间。
根据本发明的挤出方法的剪切量通常为200-80000单位。
此外，还可以泵送惰性气体通过挤出机。通常在进入挤出机时泵入惰性气体。但也可以在挤出方法的任何阶段泵入惰性气体(也通过位于不同位置的若干入口)。惰性气体可有助于保护敏感成分。
挤出机通常包含一个或多个螺旋轴，其中多个输送或捏合型螺纹元件安装在所述螺旋轴上。
这些元件运输材料通过挤出机(任选地在压力和提高的温度下)。在挤出机的末端(出口)，可以存在模具，挤出的材料通过该模具被挤压。之后，干燥并切割(或者反之)挤出的材料。挤出机可具有若个入口，通过所述入口可加入材料。
在本发明的情况下，存在若干入口来加入乳化剂、类胡萝卜素、水和任选地助剂。
本发明的一个本质特征为：挤出物(在挤出方法之后)被进一步形成离散固体挤出颗粒。
可通过使用多种方法来进行该形成步骤。
通过切割并干燥挤出物来进行这种形成步骤是合适的。可在切割之前、切割期间或在切割之后，以及它们的任何其它组合中进行干燥。
可通过挤出机技术中使用的任何已知装置进行切割。切割条件与离散固体挤出颗粒的期望尺寸有关。
可通过任何已知装置进行干燥。干燥条件与离散固体挤出颗粒的期望尺寸和期望的最终含水量有关。
通过滚圆方法进行这种形成步骤也是合适的。滚圆方法(“滚圆”)是已知方法。在滚圆期间，圆柱形挤出物链转变成球形固体颗粒。在这种方法中，挤出物链被分解成段，然后被弄圆直至它们具有期望形状。最后，它们从滚圆机(spheroniser)中被释放出并被转移至任选的干燥步骤以获得粒状物中的最终含水量。
本发明还涉及通过(如上所述的)方法能够获得的离散固体挤出颗粒，其中所述离散固体挤出颗粒包含水包固体亲脂活性物分散体小滴，其中这些分散体小滴包含至少一种类胡萝卜素和至少一种乳化保护胶体和水，其特征在于：挤出后，挤出物被进一步形成所述离散固体挤出颗粒。
优选地，本发明还涉及通过(如上所述的)方法能够获得的离散固体挤出颗粒，其中所述离散固体挤出颗粒包含水包固体亲脂活性物分散体小滴，其中这些分散体小滴包含至少一种类胡萝卜素和至少一种乳化保护胶体和水，其特征在于：挤出后，挤出物被进一步形成所述离散固体挤出颗粒，且其中在挤出机中进行分散过程。
如上所述的所有优选也适用于通过本发明的方法能够得到的这种离散固体挤出颗粒。
本发明的另一实施方式涉及新的离散固体挤出颗粒。这些本发明的离散固体挤出颗粒包含具有极小平均小滴尺寸的水包固体亲脂活性物分散体小滴，且其中小滴尺寸的分布狭窄且(几乎)为单形。
离散固体挤出颗粒的颗粒尺寸小于1000μm。优选地小于700μm。通常在50-700μm之间。
还可以生产颗粒尺寸在50-500μm之间或颗粒尺寸在100-400μm之间的离散固体挤出颗粒。
离散固体挤出颗粒的颗粒尺寸分布相当窄。离散固体挤出颗粒的形状优选地为球形。
通过使用众所周知的方法，例如光学显微镜、(扫描)电子显微镜或激光衍射(仅用于尺寸)，来测定颗粒尺寸和形状。在本发明的语境中，颗粒尺寸被定义为颗粒的最长维度(如此即，球形颗粒情况下的直径或非球形颗粒情况下，等效球体的直径)。
因此，本发明的另一实施方式涉及包含水包固体亲脂活性物分散体小滴的离散固体挤出颗粒，其中这些分散体小滴包含
至少一种类胡萝卜素和
至少一种乳化保护胶体，和
水，和任选地
至少一种助剂，
其特征在于：离散固体挤出颗粒内部的水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸小于300nm(优选地，水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸在100nm和200nm之间)，其特征在于：基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，离散固体挤出颗粒包含少于10wt.-％的水(优选地少于6wt.-％)。
通过激光衍射(例如，利用Malvern Mastersizer 2000和Hydro 2000S样品分散单元)测量水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸。还可以通过动态光散射(例如，利用Malvern Zetasizer Nano)测定水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸。
根据本发明的一些优选离散固体挤出颗粒包含：
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，0.5wt.-％-50wt.-％的至少一种类胡萝卜素，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，5wt.-％-80wt.-％的至少一种乳化保护胶体，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，少于10wt.-％的水，和任选地
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-85wt.-％的至少一种助剂，
其特征在于：所述离散固体挤出颗粒内部的水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸小于300nm(优选地，水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸在100nm和200nm之间)。
这些离散固体挤出颗粒的颗粒尺寸小于1000μm。优选地小于700μm。通常在50-700μm之间。
更优选地是下述离散固体挤出颗粒，其包含：
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-45wt.-％的至少一种类胡萝卜素，所述类胡萝卜素选自α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、8'-阿朴-β-胡萝卜素醛、8'-阿朴-β-胡萝卜素酸酯例如乙酯、角黄素、虾青素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素和藏红花酸，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，8wt.-％-80wt.-％的至少一种乳化保护胶体，所述乳化保护胶体选自改性(食物)淀粉、抗坏血酸棕榈酸酯、果胶、藻酸盐、卡拉胶、红藻胶、糊精衍生物、纤维素和纤维素衍生物(例如乙酸纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素)、木质素磺酸盐、多糖胶(例如阿拉伯胶、亚麻子胶、茄替胶、罗望子胶和阿拉伯半乳聚糖)、明胶(牛、鱼、猪肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亚麻子、红花、扁豆、坚果、小麦、水稻、玉米、大麦、黑麦、燕麦、羽扇豆和高粱)、动物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸单甘油酯、脂肪酸双甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，少于6wt.-％的水，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-80wt.-％的至少一种助剂，所述助剂选自抗氧化剂(例如抗坏血酸或其盐、生育酚(合成的或天然的)；丁羟甲苯(BHT)；抗坏血酸棕榈酸酯；丁羟茴醚(BHA)；没食子酸丙酯；叔丁基羟基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗坏血酸酯)；塑化剂(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、转化糖浆、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、柠檬酸酯、乳糖醇、赤藓糖醇和麦芽糖醇)；稳定剂(例如凝胶形成剂如黄原胶、结冷胶)；湿润剂(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；染料；芳香剂；填充剂和缓冲剂，
其特征在于：所述离散固体挤出颗粒内部的水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸小于300nm(优选地，水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸在100nm和200nm之间)，且其中所述离散固体挤出颗粒的颗粒尺寸小于1000μm(优选地小于700μm，更优选地在50-700μm之间)。
更优选的是下述离散固体挤出颗粒，其包含：
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-30wt.-％的至少一种类胡萝卜素，所述类胡萝卜素选自α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、8'-阿朴-β-胡萝卜素醛、8'-阿朴-β-胡萝卜素酸酯例如乙酯、角黄素、虾青素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素和藏红花酸，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，10wt.-％-80wt.-％的至少一种乳化保护胶体，所述乳化保护胶体选自改性(食物)淀粉、抗坏血酸棕榈酸酯、果胶、藻酸盐、卡拉胶、红藻胶、糊精衍生物、纤维素和纤维素衍生物(例如乙酸纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素)、木质素磺酸盐、多糖胶(例如阿拉伯胶、亚麻子胶、茄替胶、罗望子胶和阿拉伯半乳聚糖)、明胶(牛、鱼、猪肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亚麻子、红花、扁豆、坚果、小麦、水稻、玉米、大麦、黑麦、燕麦、羽扇豆和高粱)、动物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸单甘油酯、脂肪酸双甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，少于6wt.-％的水，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-80wt.-％的至少一种助剂，其中所述助剂选自由抗氧化剂(例如抗坏血酸或其盐、生育酚(合成的或天然的)；丁羟甲苯(BHT)；丁羟茴醚(BHA)；抗坏血酸棕榈酸酯；没食子酸丙酯；叔丁基羟基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗坏血酸酯)；塑化剂(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、转化糖浆、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、柠檬酸酯、乳糖醇、赤藓糖醇和麦芽糖醇)；稳定剂(例如凝胶形成剂如黄原胶、结冷胶)；湿润剂(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；染料；芳香剂；填充剂和缓冲剂，
其特征在于：所述离散固体挤出颗粒内部的水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸小于300nm(优选地，水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸在100nm和200nm之间)，且其中所述离散固体挤出颗粒的颗粒尺寸小于1000μm(优选地小于700μm，更优选地在50-700μm之间)。
最优选的是下述离散固体挤出颗粒，其包含：
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-20wt.-％，优选地1wt.-％-15wt.-％的β-胡萝卜素，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，10wt.-％-80wt.-％的至少一种改性(食物)淀粉，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，少于6wt.-％的水，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-80wt.-％的至少一种助剂，所述助剂选自抗氧化剂(例如抗坏血酸或其盐、生育酚(合成的或天然的)；丁羟甲苯(BHT)；抗坏血酸棕榈酸酯；丁羟茴醚(BHA)；没食子酸丙酯；叔丁基羟基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗坏血酸酯)；塑化剂(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、转化糖浆、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、柠檬酸酯、乳糖醇、赤藓糖醇和麦芽糖醇)；稳定剂(例如凝胶形成剂如黄原胶、结冷胶)；湿润剂(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；染料；芳香剂；填充剂和缓冲剂，
其特征在于：所述离散固体挤出颗粒内部的水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸小于300nm(优选地，水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸在100nm和200nm之间)，且其中所述离散固体挤出颗粒的颗粒尺寸小于1000μm(优选地小于700μm，更优选地在50-700μm之间)。
通过如上所述的方法获得的离散固体挤出颗粒可用于许多应用领域中。优选地，如上文所公开和描述的离散固体挤出颗粒被用于食物、饲料、药物和个人护理品中。
因此，本发明的另一实施方式涉及如上文所公开和描述的离散固体挤出颗粒在食物、饲料、药物和/或个人护理产品中的用途。需要提到的是：膳食补充剂是我们定义的食物产品的一部分。
本发明的另一实施方式涉及食物、饲料、药物或个人护理产品，其包含如上文所公开和描述的离散固体挤出颗粒。
如此获得的产品的确具有良好的贮存稳定性。
下述实施例起着阐释本发明的作用。所有百分比和部分(除非另外指出)涉及重量。温度以摄氏度给出(除非另外指出)。
实施例
实施例1：改性食物淀粉中β-胡萝卜素的分散
在实验室规模的锥形双螺杆(分批)挤出机(DSM Xplore 15ml微-合成器)中实施将β-胡萝卜素挤出分散于10.5g改性食物淀粉中。将10.5g改性食物淀粉(HICAP 100,National Starch)与0.75gβ-胡萝卜素(DSMNutritional Products)和3.75g脱矿质水混合。在螺杆转速为120rpm且圆筒(barrel)温度为200℃时操作挤出机。用氮气净化进料斗和挤出机。将混合物放置在进料斗中，使其经过挤出机一次并经过1mm模具离开。
获得的挤出物链部分溶于水中，从而导致稳定超过12小时的橙色云状溶液。用折叠滤纸(5971/2:5–7μm等级)或注射器驱动过滤元件(0.22μm)过滤这种溶液。用较大孔过滤导致浑浊的浅黄色溶液，但来自细滤器的溶液是清澈的。通过动态光散射(Malvern Zetasizer)测量这些溶液中的流体力学小滴尺寸。清澈溶液中的平均小滴尺寸(Z-平均)为184nm，而浑浊溶液还含有一些较大小滴/颗粒，从而导致Z-平均为625nm。使含有分散的β-胡萝卜素的挤出物链冷却至室温。随后用制粒机(Thermo FisherScientific)将链切割成离散固体颗粒，最后在实验室规模的流化床干燥器(Retsch TG 200)中干燥以获得6wt％的最终含水量。

Claims (26)

1.生产离散固体挤出颗粒的方法，其中在第一步骤中通过挤出生产包含水包固体亲脂活性物分散体小滴的挤出物，其中所述分散体包含至少一种类胡萝卜素和至少一种乳化保护胶体和水，
以及在挤出之后，所述挤出物被进一步形成离散固体挤出颗粒。
2.根据权利要求1的方法，其中在挤出机中进行分散过程。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述挤出物通过切割和干燥被进一步形成离散固体颗粒。
4.根据权利要求3的方法，其中能够在切割之前、切割期间或切割之后以及它们的任意组合(顺序)中进行干燥。
5.根据权利要求1或2的方法，其中所述挤出物通过滚圆方法被进一步形成所述离散固体挤出颗粒。
6.根据在前权利要求中任一项的方法，其中所述类胡萝卜素选自α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、8'-阿朴-β-胡萝卜素醛、8'-阿朴-β-胡萝卜素酸酯例如乙酯、角黄素、虾青素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素和藏红花酸。
7.根据在前权利要求中任一项的方法，其中所述类胡萝卜素是β-胡萝卜素。
8.根据在前权利要求中任一项的方法，其中所述乳化保护胶体选自改性(食物)淀粉、抗坏血酸棕榈酸酯、果胶、藻酸盐、卡拉胶、红藻胶、糊精衍生物、纤维素和纤维素衍生物(例如乙酸纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素)、木质素磺酸盐、多糖胶(例如阿拉伯胶、亚麻子胶、茄替胶、罗望子胶和阿拉伯半乳聚糖)、明胶(牛、鱼、猪肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亚麻子、红花、扁豆、坚果、小麦、水稻、玉米、大麦、黑麦、燕麦、羽扇豆和高粱)、动物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸单甘油酯、脂肪酸双甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)。
9.根据在前权利要求中任一项的方法，其中基于所述分散体的总重量，使用0.5wt.-％至50wt.-％，优选地1wt.-％至45wt.-％的至少一种类胡萝卜素。
10.根据在前权利要求中任一项的方法，其中基于所述分散体的总重量，使用5wt.-％至80wt.-％，优选地8wt.-％至80wt.-％，更优选地10wt.-％至80wt.-％的至少一种乳化保护胶体。
11.根据在前权利要求中任一项的方法，其中基于所述分散体的总重量，使用1wt.-％至90wt.-％的水。
12.根据在前权利要求1-10中任一项的方法，其中基于所述分散体的总重量，使用1wt.-％至80wt.-％的水。
13.根据在前权利要求中任一项的方法，其中基于所述分散体的总重量，使用1wt.-％至85wt.-％，优选地1wt.-％至80wt.-％的至少一种助剂。
14.根据权利要求13的方法，其中所述助剂选自抗氧化剂(例如抗坏血酸或其盐、生育酚(合成的或天然的)；丁羟甲苯(BHT)；丁羟茴醚(BHA)；抗坏血酸棕榈酸酯；没食子酸丙酯；叔丁基羟基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗坏血酸酯)；塑化剂(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、转化糖浆、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、柠檬酸酯、乳糖醇、赤藓糖醇和麦芽糖醇)；稳定剂(例如凝胶形成剂如黄原胶、结冷胶)；湿润剂(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；染料；芳香剂；填充剂和缓冲剂。
15.根据在前权利要求中任一项的方法，其中首先加入所述乳化保护胶体(或乳化保护胶体的混合物)，然后加入水，再之后加入类胡萝卜素。
16.根据在前权利要求中任一项的方法，其中挤出机内的温度在20℃和220℃之间。
17.根据在前权利要求中任一项的方法，其中成分在挤出机中的总停留时间在1s和400s之间。
18.包含水包固体亲脂活性物分散体小滴的离散固体挤出颗粒，其中这些分散体小滴包含
至少一种类胡萝卜素，和
至少一种乳化保护胶体，和
水，和任选地
至少一种助剂，
其中所述水包固体亲脂活性物分散体小滴的平均颗粒尺寸小于300nm(优选地在100nm和200nm之间)，
其特征在于：基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，所述离散固体挤出颗粒的含水量少于10wt.-％(优选地少于6wt.-％)。
19.根据权利要求18的颗粒，其颗粒尺寸小于1000μm(优选地小于700μm，更优选地在50-700μm之间)。
20.根据权利要求18或19的颗粒，其包含
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，0.5wt.-％-50wt.-％的至少一种类胡萝卜素，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，5wt.-％-80wt.-％的至少一种乳化保护胶体，和
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，少于10wt.-％的水，和任选地
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-80wt.-％的至少一种助剂。
21.根据权利要求18-20中任一项的颗粒，其包含
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-45wt.-％的至少一种类胡萝卜素，所述类胡萝卜素选自α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、8'-阿朴-β-胡萝卜素醛、8'-阿朴-β-胡萝卜素酸酯例如乙酯、角黄素、虾青素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素和藏红花酸。
22.根据权利要求18-21中任一项的颗粒，其包含
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，10wt.-％-80wt.-％的至少一种乳化保护胶体，所述乳化保护胶体选自改性(食物)淀粉、抗坏血酸棕榈酸酯、果胶、藻酸盐、卡拉胶、红藻胶、糊精衍生物、纤维素和纤维素衍生物(例如乙酸纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素)、木质素磺酸盐、多糖胶(例如阿拉伯胶、亚麻子胶、茄替胶、罗望子胶和阿拉伯半乳聚糖)、明胶(牛、鱼、猪肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亚麻子、红花、扁豆、坚果、小麦、水稻、玉米、大麦、黑麦、燕麦、羽扇豆和高粱)、动物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸单甘油酯、脂肪酸双甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)。
23.根据权利要求18-21中任一项的颗粒，其包含
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，少于6wt.-％的水。
24.根据权利要求18-23中任一项的颗粒，其包含
基于所述离散固体挤出颗粒的总重量，1wt.-％-80wt.-％的至少一种助剂，所述助剂选自抗氧化剂(例如抗坏血酸或其盐、生育酚(合成的或天然的)；丁羟甲苯(BHT)；丁羟茴醚(BHA)；抗坏血酸棕榈酸酯；没食子酸丙酯；叔丁基羟基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗坏血酸酯)；塑化剂(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、转化糖浆、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、柠檬酸酯、乳糖醇、赤藓糖醇和麦芽糖醇)；稳定剂(例如凝胶形成剂如黄原胶、结冷胶)；湿润剂(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；染料；芳香剂；填充剂和缓冲剂。
25.根据权利要求18-24中任一项的颗粒在食物、饲料、药品产品或个人护理产品中的用途。
26.食物、饲料、药品或个人护理产品，其包含根据权利要求18-24中任一项的颗粒。
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