CN108777994A - 包含丝氨酸的盐组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了包含氨基酸(诸如丝氨酸)和氯化钠的共晶体、其制备方法以及包含该共晶体的营养组合物。

Description

包含丝氨酸的盐组合物
技术领域
本发明涉及包含氨基酸和氯化钠的共晶体及其制备方法。本发明还涉及包含丝氨酸·钠共晶体的营养组合物以及丝氨酸·氯化钠共晶体用于制备营养组合物的用途。
背景技术
对于人类，味觉感知系统(称为味觉系统)负责检测食物中存在的风味分子和离子。味觉系统包含所谓的I型、II型和III型味觉细胞，它们表达不同的味觉受体，例如G蛋白偶联受体或离子通道。这些受体与衍生自所摄取物质的特定分子或离子相互作用，从而引起对味道的感觉。因此，检测特定味道的能力取决于由味觉细胞表达的受体的性质。通常，可区分五类主要味道：咸、甜、苦、酸和鲜(Chaudhari and Roper，J.Cell Biol.2010，Vol.190，No.3，285-296)。
咸味刺激的检测和转导经由钠离子直接渗透通过位于(I型)味觉细胞上的离子通道而发生。这种带正电的钠离子流入使味觉细胞去极化，从而引发动作电位。涉及钠离子检测的最广泛研究的离子通道为所谓的阿米洛利敏感上皮细胞钠通道(ENaC)。ENaC的作用通过研究得到确认，在研究中关键的ENaC亚单位被剔除。这导致对咸味的检测受到影响。药理学和其它证据表明，还可通过另外的膜受体或离子通道来介导咸味的检测，但这些膜受体或离子通道仍然未得到很好的表征(Chaudhari and Roper，J.Cell Biol.2010，Vol.190，No.3，285-296)。
味觉受体不与固体食物或聚合物(例如，多肽或多糖)相互作用。相反，为了能够进入受体结合位点，味道引发分子或离子必须溶解于水性介质中(Pedersen et al.，OralDiseases(2002)8，117-129)。就固体食物而言，该水性介质将主要由唾液提供。因此，唾液中固体食物的溶解特性将影响其味道的感觉方式。
溶解特性的一种量度是溶解度，其可被定义为在热力学平衡条件下，给定溶剂量可溶解的最大溶质量。溶解特性的另一种量度是溶质在液体介质中的溶解速率。此动力学特性可被理解为溶解过程速度的量化。
值得注意的是，在咀嚼期间，固体食物通常驻留在口腔仅仅30秒至60秒。出于此原因，相比于更慢溶解的食物，与摄取和吞咽之间的时间段等同时段内溶解于唾液中的固体将能够提供更高浓度的味道引发分子或离子。较高浓度的此类分子将对应于对特定味道的增强感知。因此，相对于固体食物的平衡溶解度，食物的动力学溶解速率将对味道感知产生更大的影响。
氯化钠(即，NaCl或盐)通常用于调味、加工或保存食物产品。许多食物包含纯NaCl的固体晶体，其中每个钠离子被六个氯离子包围，这被称为面心立方晶格。NaCl晶体高度溶于水(例如，30℃下的溶解度为每升水溶解360g NaCl)并且具有高动力学溶解速率。这些特征使NaCl成为高度有效的风味提供者。最近一项对NaCl晶体形态与咸味感知之间的关系的研究表明，盐晶体形态与溶解速率高度相关。值得注意的是，非立方晶体和附聚晶体诸如粗盐和海盐溶解得更快，从而导致更好地感觉到最大咸度，并且这发生在较短时间段内(M.Quilaqueo et al.，Food Research International，2015，76；675-681)。
尽管广泛用于食物产品，但具有较高钠摄入量的饮食与高血压和心血管疾病的风险增加相关。事实上，世界卫生组织(WHO)建议，为了防止慢性疾病，成年人钠摄入的每日上限应小于每天5g NaCl。然而，在美国和英国，据估计NaCl的平均摄入量为8.2-9.4g/天，而在亚洲国家/地区，据报道NaCl的平均摄入量大于12.0g/天(Liem et al.，Nutrients2011；3，694-711)。因此，存在对能够在营养产品中降低氯化钠或钠含量的新型组合物或制剂的需求。
氯化钠替代品诸如氯化钾、氯化钙和硫酸镁已用于替代或增强多种食物产品的咸味。例如，NaCl替代品LO-包含氯化钠、氯化钾的混合物，而包含氯化钠、氯化钾和硫酸镁的混合物。WO 2014/167185公开了一种均匀的共结晶盐产品，其包含碱土金属氯化物组分、碱性金属氯化物组分和氯化铵组分作为低钠产品。虽然诸如氯化钾和碱土金属盐的化合物确实有助于一定的咸味品质，但它们也可能提供不期望的余味，诸如苦味、金属味和涩味，这限制了它们目前在食品制造中的用途。
氯化钠的共结晶形式在文献中已有报道。例如，Rendle等人描述了通过X射线衍射方法对葡萄糖一水合物/氯化钠络合物的表征(Journal of Forensic Science Society1988，28，295-297)。此外，Mathiesen等人报道了存在复合α-D-葡萄糖·NaCl·H2O(2∶1∶1)的两种晶体结构(Acta Crystallographica 1998，A54，338-347)。此外，在1924年还报道了肌氨酸·NaCl·H2共晶体(P.Pfeiffer et al.，Neutralsalzverbindungen derund Polypeptide IV.，Hoppe-Seyler’s Zeitschrift fürPhysiologische Chemie 1924，133，22-61)。然而根据作者的报道，据信包含肌氨酸和NaCl的晶体材料只能以纯净形式获得一次。此外，由于这项工作处于早期，因此无法通过粉末或单晶X射线衍射分析晶体材料。值得注意的是，未对先前报道的包含碳水化合物或肌氨酸的NaCl共晶体的溶解特性和味道特征进行研究或评论。
因此，仍然需要提供可口和增强咸味的新氯化钠形式。
发明内容
本发明人惊喜地发现，以氨基酸·氯化钠共晶体形式提供的氯化钠表现出相对于氨基酸和氯化钠的物理混合物具有改善的溶解特性。此外，据发现，氨基酸·氯化钠共晶体相对于氨基酸和氯化钠的对应物理混合物被感知为具有增强的咸味。
因此，在第一方面，本发明提供包含丝氨酸·氯化钠共晶体的营养组合物。丝氨酸·氯化钠共晶体可包含2∶1摩尔比的丝氨酸和氯化钠。丝氨酸可以D-构型或L-构型存在，或作为混合物诸如外消旋混合物存在。优选地，丝氨酸具有L-构型。丝氨酸·氯化钠共晶体可为非水合的。
本发明还提供L-丝氨酸对氯化钠的摩尔比为2∶1的L-丝氨酸和氯化钠的共晶体。
在另一方面，本发明提供丝氨酸·氯化钠共晶体用于制备或制造营养组合物的用途，优选地其中营养组合物为食物产品、功能性食物产品、营养补充剂、宠物食物产品、风味剂、调味品或盐替代品。该共晶体也可用作风味剂、盐替代品、食物防腐剂或用于向营养组合物提供咸味风味。
附图说明
图1-溶解动力学。在0秒至50秒的时间段内，通过在线折射计在水中测量折射率变化(n)。将0.56g的纯NaCl(三角形)；2.58g的(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体(菱形)；2.02g L-丝氨酸和0.56g NaCl的物理混合物(十字形)；以及2.02g的纯L-丝氨酸(星形)各自添加到60mL的水中，在室温下搅拌(500rpm)。相应固体的粒度被标准化在100μm至200μm的范围内。
图2-(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体或L-丝氨酸和NaCl的物理混合物的感官评价。包含123.7mg的(L-丝氨酸)2·钠共晶体或96.9mg的L-丝氨酸和26.8mg的NaCl的片剂的味道特征由11位受过训练的专门小组成员进行评估。黑色条形表示特定味道/感官特征具有显著差异。非阴影条形表示特征无显著差异。正数表示共晶体相比于物理混合物具有增强的感官响应。
图3-(L-丝氨酸)2·氯化钠(图3A)；(D-丝氨酸)2·氯化钠(图3B)；以及肌氨酸·氯化钠·H2O(图3C)的单共晶体的晶体参数和原子位置曲线图。由在182K至185K的温度下使用波长为的X射线收集的单晶X射线衍射数据来测定晶体结构。使用checkCIF/PLATON程序(A.L.Spek，Acta Cryst.2009，D65，148-155)生成原子位置曲线图。
具体实施方式
本发明涉及包含氨基酸和氯化钠的共晶体的营养组合物。在一个实施方案中，营养组合物包含丝氨酸·氯化钠共晶体。优选地，丝氨酸·氯化钠共晶体具有化学计量(L-丝氨酸)2·氯化钠。
氨基酸
氨基酸是包含胺(-NH2)和羧酸(-COOH)官能团以及任选的侧链的有机化合物。侧链基团可为脂族、无环或芳族的，或者可包含一个或多个羟基基团或者一个或多个硫或其它(例如金属)原子。氨基酸官能团可连接在α-、β-、γ-或δ-等位置处。使其胺和羧酸基团都连接到第一碳上的氨基酸被称为α氨基酸，该氨基酸可具有通式H2NCHRCOOH，其中R为有机侧链基团。侧链基团可为非极性、极性、酸性或碱性的。
某些α-氨基酸在生物学方面十分重要，因为它们可结合到多肽或蛋白质。这些氨基酸被称为蛋白原性氨基酸。体内多肽合成由核糖体在被称为翻译的过程中催化。已知的蛋白原性α-氨基酸包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、N-甲酰甲硫氨酸、苯基丙氨酸、脯氨酸、吡咯赖氨酸、硒代半胱氨酸(其中半胱氨酸的硫醇硫原子被硒取代)、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸。丝氨酸是根据本发明用于与氯化钠形成共晶体的优选氨基酸。
在一个实施方案中，本发明提供包含丝氨酸·氯化钠共晶体的营养组合物。丝氨酸具有分子式C3H7NO3和以下化学式：
许多氨基酸具有至少一个手性中心。例如，除甘氨酸之外，所有蛋白原性氨基酸都具有至少一个手性碳。手性分子的溶液能够旋转平面偏振光，该平面偏振光的方向和程度可使用例如偏振计进行测量。根据手性分子的哪种特定立体异构体在溶液中占优势，旋转方向可为向右，右旋(D)，或向左，左旋(L)。因此，L-和D-符号可用于表示氨基酸立体异构体，即L-氨基酸和D-氨基酸。
在本发明的一些实施方案中，丝氨酸·氯化钠共晶体包含D-丝氨酸。另选地，在本发明的其它实施方案中，丝氨酸·氯化钠共晶体包含L-丝氨酸。还设想了例如在外消旋混合物中包含D-丝氨酸和L-丝氨酸两者的丝氨酸·氯化钠共晶体。优选地，丝氨酸·氯化钠共晶体包含L-丝氨酸。
本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体可另选地包含非蛋白原性氨基酸、非天然氨基酸、非标准氨基酸或合成氨基酸。一些非蛋白原性氨基酸天然存在和/或由细胞合成，例如β-丙氨酸、γ-氨基丁酸(GABA)和δ-氨基乙酰丙酸。
其它非标准氨基酸包括但不限于α-氨基-N-丁酸、戊氨酸、正亮氨酸、同质正亮氨酸、别异亮氨酸、瓜氨酸、高瓜氨酸、哌啶酸、鸟氨酸、别苏氨酸、同质半胱氨酸、高丝氨酸、β-丙氨酸、β-氨基-N-丁酸、β-氨基异丁酸、γ-氨基丁酸、α-氨基异丁酸、异缬氨酸、肌氨酸、N-乙基甘氨酸、N-丙基甘氨酸、N-异丙基甘氨酸、N-甲基丙氨酸、N-乙基丙氨酸、N-乙基-β-丙氨酸、异丝氨酸和α-羟基-γ-氨基丁酸。
氨基酸·氯化钠共晶体
如本文所用，术语“晶体”或“晶体材料”是指其成分以三维周期性的规则有序图案排列的固体物质。
如本文所用，术语“共晶体”是指包含限定化学计量比的至少两种组分的结晶结构。组分可为例如原子、离子或分子。共晶体中组分的化学计量比可通过X射线衍射测定。例如，晶格内分子和离子的原子排列可通过单晶X射线衍射或X射线粉末衍射来测定。
如本文所用，术语“氨基酸·氯化钠共晶体”是指包含限定化学计量摩尔比的至少一个氨基酸分子和氯化钠的共结晶形式。例如，根据本发明的氨基酸·氯化钠共晶体可为丝氨酸·氯化钠共晶体。
离子盐(例如，氯化钠)通过库仑相互作用保持为固态，这决定了它们的总体体物理化学特性和一般化学特性。相比之下，氨基酸通过范德瓦尔斯相互作用、氢键和库仑相互作用保持为固态。这种键合差异是纯氨基酸和纯氯化钠在其固体形式下具有不同物理及化学特性(例如，硬度或熔融差异)的原因。
氨基酸·氯化钠共晶体(水合或非水合)的特征在于它们通过库仑相互作用、范德瓦尔斯相互作用和氢键的组合保持为固体结晶状态。因此，氨基酸·氯化钠共晶体的固态特性将不同于与任一种单独组成组分的固态特性。该原理将适用于氨基酸与氯化钠的多种共结晶组合，并且不限于本文所公开的特定共晶体。因此，针对单独的共结晶系统观察到的特性可更一般地应用于氨基酸与氯化钠组合的一系列可能的共结晶形式。
本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体可包含化学计量摩尔比的氨基酸和氯化钠。例如，氨基酸·氯化钠共晶体可包含摩尔比为4∶1至1∶4(例如，4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3或1∶4)的氨基酸和氯化钠。优选地，氨基酸·氯化钠共晶体包含化学计量摩尔比为2∶1或1∶1的氨基酸和氯化钠。
在本发明的一些实施方案中，氨基酸·氯化钠共晶体为非水合的。非水合氨基酸·氯化钠共晶体不包含化学计量量的水。优选地，本发明的丝氨酸·氯化钠共晶体为非水合的。
根据本发明的任一方面或实施方案，本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体可基本上不含其它形式的氨基酸·氯化钠共晶体。例如，本发明的丝氨酸·氯化钠共晶体(例如，如由特定XRPD或由单晶数据所表征)优选地基本上不含其它形式的具有不同特征XRPD峰或不同单晶数据的丝氨酸·氯化钠晶体。除非另外指明，否则本文所用的“基本上不含”是指本公开的氨基酸·氯化钠共晶体包含：约10％(w/w)或更少、约5％(w/w)或更少、约2％(w/w)或更少、约1％(w/w)或更少、约0.5％(w/w)或更少、或约0.2％(w/w)或更少的其它形式的氨基酸·氯化钠共晶体。在其它实施方案中，本发明的氨基酸·氯化钠共晶体包含约0.2％至约10％(w/w)、约0.2％至约5％(w/w)、约0.2％至约2％(w/w)的其它形式的氨基酸·氯化钠共晶体。
在一个具体实施方案中，如果(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体通过具有以下晶胞参数的单晶数据来表征： 和α＝90.0°、β＝91.1±0.5°、γ＝90.0°，体积为则该共晶体基本上不含其它结晶形式的(L-丝氨酸)2·氯化钠晶体。优选地，本发明的(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体基本上不含丝氨酸·氯化钠共晶体，诸如具有以下晶胞数据的丝氨酸·氯化钠共晶体： 以及α＝90.0°、β＝90°、γ＝90.0，体积为
另选地或除此之外，本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体可基本上不含“游离”氯化钠和/或“游离”氨基酸，并且优选地基本上不含氯化钠和氨基酸两者。在此上下文中，“游离”是指氯化钠或氨基酸不属于晶格的一部分。例如，存在的氯化钠或氨基酸可归因于不完全结晶过程，使得氨基酸和/或氯化钠不结合到晶格中。除非另外指明，否则在此上下文中“基本上不含”是指本公开的氨基酸·氯化钠共晶体包含：约10％(w/w)或更少、约5％(w/w)或更少、约2％(w/w)或更少、约1％(w/w)或更少、约0.5％(w/w)或更少、或约0.2％(w/w)或更少的游离氨基酸和/或氯化钠或两者。在其它实施方案中，本发明的任何实施方案的氨基酸·氯化钠共晶体包含约0.2％至约10％(w/w)、约0.2％至约5％(w/w)、约0.2％至约2％(w/w)的非键合氨基酸和/或氯化钠或两者。
在一个实施方案中，根据本文所述的任何实施方案所公开的氨基酸·氯化钠共晶体，具体地(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体、(D-丝氨酸)2·氯化钠共晶体，尤其是(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体，分别基本上不含(如上所定义)其它形式的(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体或其它形式的(D-丝氨酸)2·氯化钠，和/或基本上不含(如上文定义)游离氨基酸和/或基本上不含(如上文定义)游离氯化钠。
因此，在本发明的一个实施方案中，提供包含丝氨酸·氯化钠共晶体的营养组合物，其中丝氨酸·氯化钠共晶体包含摩尔比为2∶1的丝氨酸和氯化钠，其中丝氨酸具有L-构型，并且优选地其中晶体为非水合的。
在另一个实施方案中，丝氨酸·氯化钠共晶体具有化学计量(L-丝氨酸)2·氯化钠。
在本发明的一个实施方案中，提供包含丝氨酸·氯化钠共晶体的营养组合物，其中丝氨酸·氯化钠共晶体包含2∶1摩尔比的丝氨酸和氯化钠，并且其中丝氨酸具有D-构型，并且优选地其中晶体为非水合的。
在另一个实施方案中，丝氨酸·氯化钠共晶体具有化学计量(D-丝氨酸)2·氯化钠。
另选地，在本发明的其它实施方案中，氨基酸·氯化钠共晶体为水合的。除氨基酸和氯化钠之外，水合氨基酸·氯化钠共晶体包含成化学计量量的水分子。例如，氨基酸·氯化钠共晶体可为半水合、一水合、倍半水合、二水合、三水合、四水合、五水合、六水合、七水合、八水合、九水合、十水合、十一水合或十二水合等。
本发明的氨基酸·氯化钠共晶体可与任何合适的化合物混合。例如，本发明的氨基酸·氯化钠共晶体可与以下物质混合：抗结块剂、无机盐(例如，氯化铵)、金属盐(例如，氯化钙、氯化钾、氯化镁、硫酸镁)、氨基酸、氨基酸盐、碳水化合物、氯化钠的共晶体(例如，氯化钠与氨基酸的共晶体、氯化钠与碳水化合物的共晶体、以及它们的混合物)、海盐、强化盐、盐微球、盐替代品、(包含氯化钾、氯化钠和抗结块剂-镁碳酸盐和铁氰化钾的盐)、(钠微球)、(包含氯化钠、氯化钾、硫酸镁、赖氨酸、抗结块剂和碘化钾)、SMART(包含氯化镁、氯化钙、氯化钾和氯化铵或它们的混合物)，以及如在WO2012/121273A1、WO2011/130707A2、WO2011/010748中所示的咸味受体的咸味增强剂或正变构调节剂(PAM)以及镁谷氨酸、γ-聚谷氨酸和甲硫醇。
本发明的氨基酸·氯化钠共晶体可包含单个氨基酸类型。此类氨基酸·氯化钠共晶体，例如丝氨酸·氯化钠共晶体，可与氯化钠和其它氨基酸的共晶体混合，以便提供包含不同氨基酸的氨基酸·氯化钠共晶体的混合物，例如两种、三种、四种、五种或更多种不同的氨基酸·氯化钠共晶体的混合物。此外，本发明涵盖包含多种不同的氨基酸的氨基酸·氯化钠共晶体(例如包含两种、三种、四种、五种或更多种不同的氨基酸的氨基酸·氯化钠共晶体)的制备。
氨基酸·氯化钠共晶体的制备
氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)可通过以下方式获得：共结晶、用晶种接种过饱和溶液、超声辅助结晶、机械化学合成、水分吸附、球磨研磨共晶体的成分、雾化或喷雾干燥氨基酸和氯化钠(例如，丝氨酸和氯化钠)的溶液、双螺杆挤出氨基酸(例如，丝氨酸)和氯化钠、冷冻干燥氨基酸(例如，丝氨酸)和氯化钠的溶液，或轧辊压实氨基酸(例如，丝氨酸)和氯化钠。一般来讲，需要纯氨基酸(以其两性离子或水合的形式或作为营养可接受的盐，例如盐酸盐)和氯化钠来制备共晶体。
具体地讲，氨基酸·氯化钠共晶体可通过在包含氨基酸和氯化钠的溶液或浆液中进行共结晶来获得。例如，丝氨酸·氯化钠共晶体可通过在包含丝氨酸和氯化钠的溶液或浆液中进行共结晶来获得。
另选地，氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)可通过例如用研钵和研杵手动研磨或者通过例如在球磨机或振动磨机中研磨来制备。任选地，可进行液体辅助研磨以产生氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)。另选地，本发明的共晶体还可通过简单的机械混合和后续储存在特定相对湿度下来制备。
为了通过碾磨制备共晶体，两种起始物质都需要在进行球磨之前显示固体粉末形式(结晶或无定形)。起始物质必须为纯化合物，无论是以其两性离子或水合形式，或作为营养可接受的盐，例如盐酸盐，并且不应存在除二氧化硅之外的其它物质。在球磨期间，温度不应高于单独纯化合物或共晶体的熔点。另外，需要调整研磨条件，使得混合物在机械处理期间仍然是可作为粉末流动。这可通过降低对经由球磨方法中使用的球的数目和尺寸所施加的机械力的延长反应时间或适应性的机械影响来实现。为了制备共晶体，两种物质应彼此为化学惰性的，以避免化学反应或劣化。可调整研磨时间和湿度水平，以实现快速转换为共结晶相，使得加工时间较短。这可通过研磨动力学实现，例如在固定条件下研磨起始物质达特定持续时间，并且经由X射线粉末衍射验证实现期望的转化水平。
氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)可通过冷却两种组分(例如，两种纯组分)的熔融混合物或饱和溶液，即氨基酸(例如，丝氨酸)和氯化钠的熔融混合物或饱和溶液，从而通过沉淀形成共晶体来制备。
氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)可优选地通过将抗溶剂添加到两种组分即氨基酸(诸如丝氨酸)和氯化钠的饱和溶液中，从而通过沉淀形成共晶体来制备，因为抗溶剂将产生过饱和并引起共结晶相的成核作用。
优选地，所添加的抗溶剂为食品级溶剂。食品级溶剂的优选示例包括例如水、乙醇、异丙醇、丙醇、丙二醇、丙酮、甘油、甘油三乙酸酯、柠檬酸三乙酯、乙酸或乙酸乙酯以及它们的混合物。
任选地，通过冷却氨基酸(诸如丝氨酸)和氯化钠的熔融混合物或饱和溶液来制备氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)可能需要用共晶体晶种接种。
在本发明上下文中，“接种”是指使用少量共晶体，即共晶体晶种，相同结晶相的较大共晶体从该共晶体晶种生长而成。在一些方法中，接种可用于避免不期望的相自发成核，从而能够控制期望物质的生产过程。
可通过冷却氨基酸(诸如丝氨酸)和氯化钠的熔融混合物或饱和溶液对氨基酸(诸如丝氨酸)和氯化钠进行共结晶来制备晶种。
任选地，氨基酸(例如，丝氨酸)和氯化钠的饱和溶液可经受缓慢蒸发以形成氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)。
应当理解，需要特定条件来形成共晶体，并且并非所有氨基酸都将与氯化钠形成共晶体。本发明人尝试通过结晶技术和机械化学方法形成氯化钠与一系列氨基酸的共晶体，但仅在丝氨酸(D构型和L构型)和肌氨酸的情况下观察到共晶体形成。在评估新的氨基酸或新的制备条件时，需要分析所获得的产物，以确定是否已生产出共晶体。
氨基酸·氯化钠共晶体的表征
X射线粉末衍射(XRPD)
一种可用于表征晶体材料的组合物的技术为X射线粉末衍射(XRPD)。为了分析样品，将包含粉末晶体材料的毛细管置于单色X射线的光束中，从而生成多个经衍射的X射线光束，这些光束被收集在合适的检测器上。晶体材料将提供通过多个尖峰表征的衍射图案。相比之下，得自无定形材料的衍射图案将更广泛且更加不好限定。
除非另外指明，否则如本文所用的XRPD峰以2θ度±0.2 2θ度为单位报告，使用CuKα辐射(波长)进行测量。
技术人员将认识到，本领域已知的任何其它合适的技术可用于表征本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体。例如，可使用诸如下文所讨论的单晶X射线衍射。
单晶X射线衍射
晶体材料也可通过单晶X射线衍射来表征。在此技术中，在单色X射线的相干光束中旋转单个样品晶体，从而生成经衍射的X射线的图案，该图案被记录在合适的检测器(例如，胶卷、CCD或直接电子检测器)上。根据衍射图，计算晶体学参数(例如，晶胞、对称性、晶系和空间群)，这些参数随后用于确定构成晶格的原子、分子或离子的排列。
技术人员将认识到，本领域已知的任何其它合适的技术可用于表征本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体的晶体参数和分子排列。
晶体的晶胞可被理解为包含用于通过平移重新形成晶格的宏观结构所需的所有结构信息的最小体积单位。通常，晶胞由三个维度(a、b和c)以及它们之间的角度(α、β和γ)限定。晶体还可根据其对称性进行描述，例如通过其晶系、晶体家族晶格系统、空间群、布拉维晶格或点群。例如，存在7种晶系(三斜晶体、单斜晶体、正交晶体、正方晶体、三方晶体、六方晶体和立方晶体)、7个晶格系统、14个布拉维晶格、32个点群和230个空间群。
本发明人已通过单晶X射线衍射合成并表征了三种不同的氨基酸·氯化钠共晶体。表1(实施例8)中提供具有化学计量(L-丝氨酸)2·氯化钠；(D-丝氨酸)2·氯化钠；以及肌氨酸·氯化钠·H2O的共晶体的相应晶体参数。
因此，在本发明的一个实施方案中，提供L-丝氨酸对氯化钠的摩尔比为2∶1的L-丝氨酸和氯化钠的共结晶形式。
优选地，L-丝氨酸和氯化钠的共结晶形式为非水合的。
在本发明的一个优选的实施方案中，L-丝氨酸和氯化钠的共结晶形式具有化学计量(L-丝氨酸)2·氯化钠。
在另一个实施方案中，提供(D-丝氨酸)2·氯化钠的共结晶形式。
(L-丝氨酸)2·氯化钠或(D-丝氨酸)2·氯化钠共晶体各自可通过以下晶胞参数来表征：以及α＝90.0°、β＝91.1±0.5°、γ＝90.0°，优选地具有晶胞体积(L-丝氨酸)2·氯化钠或(D-丝氨酸)2·氯化钠共晶体可另外地通过空间群C121来表征。
优选地，(L-丝氨酸)2·氯化钠或(D-丝氨酸)2·氯化钠共晶体为单斜晶体。
在单斜晶系中，向量a、b和c具有不相等的长度(即，a≠b≠c)并且形成具有平行四边形的矩形棱柱作为其基座。因此，两个向量(a和b)垂直(以直角相交)，而第三向量以大于90°的角度与另外两个向量相交，即α、γ＝90°且β≠90°。
溶解动力学
如本文所用，“溶解”是指溶质在溶剂(例如，水、乙醇、甘油、丙二醇、奶、咖啡、茶、果汁或唾液)中形成均匀溶液的过程。
如本文所用，术语“溶解动力学”被定义为溶解的物理化学过程的速率，即溶解速度。
固体在液体介质中的溶解速率与固体和介质两者的特性相关。这种关系可由Noyes-Whitney方程表示，如下所示：
其中dW/dt为溶解速率；A为固体的表面积；C为液体介质中固体的浓度；Cs为围绕固体的扩散层中固体的浓度；D为扩散系数；并且L为扩散层厚度。
固体在液体中的溶解速率可通过折射计进行测量。折射计测量当光从空气移动到样品中时被折射的程度，从而能够测量样品的折射率(n)。随着溶质在液体介质中的溶解量增加，溶液的折射率增大。因此，通过监测折射率随时间推移的变化，可确定固体的溶解动力学速率。因此，可比较溶解速率的独立测量结果，而折射率值可通过表达式归一化为在特定实验中记录的最大值的百分比。
本领域的普通技术人员将认识到，可使用任何其它合适的技术来确定氨基酸·氯化钠共晶体的溶解速率，例如通过使用密度测量仪。
本发明人认为由本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体提供的有利咸味是由共晶体的增强溶解特性产生的。具体地讲，据发现，(L-丝氨酸)2·氯化钠晶体的溶解速率与纯氯化钠的溶解速率类似，并且显著优于L-丝氨酸和氯化钠的当量物理混合物的溶解速率，如图1所示。实际上，(L-丝氨酸)2·氯化钠晶体和纯氯化钠两者在短于10秒内达到50％溶解。
因此，本发明还提供包含氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)的营养组合物，其特征可在于共晶体的50％溶解发生在短于约15秒内、约14秒内、约13秒内、约12秒内、约11秒内、约10秒内或约9秒内。本发明还提供包含氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)的营养组合物，其中氨基酸·氯化钠共晶体的特征可在于共晶体的70％溶解发生在短于约20秒内、短于约18秒内、短于约15秒内或短于约14秒内。本发明还提供包含氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)的营养组合物，另选地或除此之外其特征可在于共晶体的90％溶解发生在短于约30秒内、短于约25秒内、短于约28秒内、短于约25秒内或短于约24秒内。
营养组合物
如本文所用，术语“营养组合物”是指供给个体养分的组合物。营养组合物通常经口服、胃内或静脉内摄入。优选地，本发明的营养组合物可口服，即口服营养组合物。
本文所公开的营养组合物可包含本文所公开的任何氨基酸·氯化钠共晶体。具体地讲，本发明提供包含丝氨酸·氯化钠共晶体的营养组合物。
如本文所用，除氨基酸·氯化钠共晶体之外，营养组合物还可包含任何数量的任选成分。此类附加成分包括但不限于常规食品添加剂(合成的或天然的)，例如一种或多种酸化剂、附加的增稠剂、用于pH调节的缓冲液或试剂、螯合剂、着色剂、乳化剂、赋形剂、风味剂、矿物质、氨基酸、渗透剂、药学上可接受的载体、防腐剂、稳定剂、糖、甜味剂、质构剂和/或维生素。可以按任何合适的量添加任选成分。
营养组合物可为例如粉末、片剂、胶囊剂或锭剂形式。组合物还可包含保护性亲水胶体(诸如胶类、蛋白质、改性淀粉)、粘结剂、成膜剂、包囊剂/材料、壁/壳材料、基质化合物、包衣、乳化剂、表面活性剂、增溶剂(油类、脂肪类、蜡类、卵磷脂类等)、吸附剂、载体、填充剂、共化合物、分散剂、润湿剂、加工助剂(溶剂)、流动剂、掩味剂、增重剂、胶凝剂和凝胶形成剂。
营养组合物可包含据悉日常饮食中必不可少并且人体大量需求以满足营养需要的维生素和矿物质。已确定某些维生素和矿物质的最低需求量。矿物质、维生素和任选地存在于组合物中的其它营养物质的示例包括维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、维生素E、维生素K、维生素C、维生素D、叶酸、肌醇、烟酸、生物素、泛酸、胆碱、钙、磷、碘、铁、镁、铜、锌、锰、氯、钾、钠、硒、铬、钼、牛磺酸和左旋肉碱。矿物质通常以盐的形式添加。特定矿物质和其它维生素的存在和含量将根据适用人群而有所不同。
营养组合物还可含有可能具有有益效果的其它物质，诸如乳铁蛋白、核苷酸、核苷、神经节苷脂、多胺、单肽、二肽等。
营养组合物可为营养补充剂的形式。营养补充剂是指旨在补充个体的一般饮食的产品。
营养组合物可为完全营养产品的形式。完全营养产品是指旨在作为个体食用的唯一物品或膳食或饮食的产品。因此，完全营养产品可包含种类全面、含量充足的宏量营养素(蛋白质、脂肪和碳水化合物，例如淀粉)，以作为食用该产品的个体的足够唯一营养来源。
营养组合物可掺入或混入食品物质中。营养组合物可为食料例如人类食料的形式。
一般来讲，本文所用的营养组合物可为食物产品、功能性食物产品、冷冻食品、即食食品、可微波加热的产品、单份产品、乳制品、甜食产品、烹饪产品、用于制备饮料的速溶食物产品、营养补充剂或宠物食物产品。
本发明上下文中的食物产品是指用作食物或可被制备成食物的物质，即可被生物体代谢以产生能量和/或组织的物质。
优选地，食物产品为披萨、开胃半圆卷饼、面包、曲奇饼、意大利面、无麸质意大利面、无麸质面团、面团、披萨面团、冷藏面团产品、冷冻面团产品、蛋黄酱、抹酱、增稠剂、脆饼干、小吃产品、炸土豆片、玉米粉圆饼、块状浓缩汤料、烹饪助剂、香精、凝胶浓汤、速溶汤、上层配料、盐替代品、混合调料、风味剂、风味混合料、强化混合料或矿物质混合料。
在本发明的上下文中，功能性食物产品是向个体提供额外的促进健康功能或预防疾病功能的食物产品。可将任何种类的已知生物活性化合物添加到本发明的食物产品中，以便提供附加的健康益处。
如本文所用的术语乳制品是指从动物如牛、山羊、绵羊、牦牛、马、骆驼以及其它哺乳动物得到的食物产品。乳制品的示例包括但不限于奶粉、脱脂奶粉、炼乳、奶酪、奶酪粉、冰淇淋、酸奶、奶油、奶油奶酪、黄油、抹酱和甜食产品，例如巧克力。优选地，乳制品选自奶制品、奶粉、奶酪、奶油奶酪、奶酪粉、黄油或抹酱。
在本发明的上下文中，营养补充剂描述了一种营养组合物，除正常饮食之外还可提供该营养组合物以提供营养物质(宏量营养素或微量营养素)或膳食纤维，微量营养素例如某些维生素、矿物质，宏量营养素例如脂肪酸、氨基酸、碳水化合物、蛋白质等。
在本发明上下文中，宠物食物产品可被理解为旨在供宠物食用的营养产品。宠物或伴侣动物为选自狗、猫、鸟、鱼、啮齿类动物(诸如小鼠、大鼠和豚鼠、兔子)等的动物。
本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体可混合到食物产品中或施用到食物产品的外部而不实际上掺入食物产品中，例如可将氨基酸·氯化钠共晶颗粒施用到披萨、开胃半圆卷饼、咸味小吃、脆饼干、炸薯片、薯片、蔬菜片、甘薯片、薄脆饼、烤干酪辣味玉米片、墨西哥煎玉米卷、咸味坚果、薄脆饼干、挤出小吃、咸味泡芙、花生、爆米花、咸味饼干、炸薯条、烤土豆、面包、意大利面的表面上或作为调味品/上层配料。
在食品科学领域，水分活度(aw)被理解为物质中水的蒸气分压除以水的标准状态蒸气分压。标准状态是相同温度下纯水的部分蒸气压。aw＝p/p0，其中p是物质中水的蒸气压，并且p0是相同温度下纯水的蒸气压。
可将本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)施用到包含足够低湿度的任何营养组合物或食物产品，以防止在共晶体接触消费者的唾液之前共晶体完全溶解。具体地讲，优选的是营养组合物表现出不适于溶解本文所公开的氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)的水分活度(aw)。
例如，营养组合物或食物产品可具有小于约0.90、小于约0.85、小于约0.80、小于约0.75、小于约0.70、小于约0.65、小于约0.60、小于约0.50、小于约0.55或小于约0.40的aw。
可通过将另外的营养物质如脂肪、蛋白质、淀粉、维生素、矿物质、碳水化合物、多酚、肽添加到氨基酸·氯化钠来制备营养组合物。优选地，营养组合物还包含选自脂肪、蛋白质、维生素、矿物质和氨基酸的营养物质。
优选地，本文所公开的营养组合物包含足够量的氨基酸·氯化钠盐共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)，以向消费者提供足够量的氨基酸(例如，丝氨酸)和/或氯化钠和/或可口的咸味。
因此，根据本发明的任意方面或实施方案，本文所公开的营养组合物可包含基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至100重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至99重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至70重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至60重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至50重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至40重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至20重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至10重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至5重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至2重量％、基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至1重量％的氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)。应当理解，所需的浓度取决于营养组合物。例如，作为盐替代品或风味剂诸如浓缩汤料粉末或浓缩汤料块，组合物可包含基于组合物的总重量计＞10重量％、＞20重量％、＞30重量％、＞40重量％、＞50重量％、＞60重量％＞、＞70重量％、＞80重量％、＞90重量％的本发明的共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)。作为食物产品中的风味剂，组合物可包含基于组合物的总重量计0.01重量％至10重量％、0.01重量％至5重量％、0.01重量％至2重量％或0.01重量％至1重量％的本发明的共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)。
本文还公开了包含基于组合物的总重量计浓度为10重量％至50重量％，更优选地基于组合物的总重量计浓度为10重量％至20重量％的本发明的任意氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)的营养组合物。
在一个实施方案中，提供包含基于组合物的总重量计浓度为0.01重量％至10重量％，优选地基于组合物的总重量计浓度为0.1重量％至5重量％的本发明的丝氨酸·氯化钠共晶体的营养组合物。
氨基酸·氯化钠共晶体的用途
本发明人已经合成并表征了在食用时提供增强咸味的氨基酸·氯化钠共晶体。因此，本发明还提供氨基酸·氯化钠共晶体(例如，丝氨酸·氯化钠共晶体)作为风味剂、作为盐替代品用于制备或制造营养组合物或用于向营养组合物提供咸味的用途。
在本发明的上下文中，咸味是由钠离子的存在而产生的味道。例如，可经由钠离子渗透到1型味觉受体细胞中来检测和转导咸味，如通过ENaC介导的那样。
在一个实施方案中，本发明提供本发明的丝氨酸·氯化钠共晶体的用途：
(i)用于制备或制造营养组合物；或者
(ii)用于向营养组合物提供咸味。
营养组合物可为本文所述的任何营养组合物。
优选地，营养组合物选自食物产品、功能性食物产品、冷冻食物产品、乳制品、可微波加热的食物产品、甜食产品、烹饪产品、营养补充剂或宠物食物产品。
优选地，食物产品为披萨、开胃半圆卷饼、面包、曲奇饼、巧克力条、焦糖酱、馅、糖果、冷冻比萨、意大利面、无麸质意大利面、面团、无麸质面团、冷冻面团、冷藏面团、块状浓缩汤料、凝胶浓汤、速溶汤、即食食品、小吃、烹饪助剂、蛋黄酱、抹酱、增稠剂、香精、脆饼干、炸土豆片、炸薯条、玉米粉圆饼、薄脆饼干、米饼、坚果、上层配料、调味品、风味剂、混合调料、盐替代品、精制盐、海盐、强化混合料和矿物质混合料。
现将通过非限制性实施例来描述本发明的各优选特征和实施方案。
除非另外指明，否则本发明的实践将采用化学、晶体学、食品科学、营养科学和相关领域的常规技术，这些技术均在本领域普通技术人员的能力范围之类。此类技术在文献中有所阐述。
实施例
实施例1
(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体晶种的合成
在配备有磁力搅拌器和水浴的250mL玻璃反应器中，在25℃下将30.0g的氯化钠和53.7g的L-丝氨酸添加到79mL水中(200rpm)。水浴被设置为最高至80℃，并且在58℃下将混合物保持5小时的时间段。获得无色且均匀的溶液，之后将温度设置为20℃，使得晶体自发形成。将温度保持在20℃，并且使晶体生长持续100分钟，同时以150rpm搅拌。随后停止搅拌，并且在降低的压力下用玻璃料过滤悬浮液(硼硅酸盐玻璃：3.3；孔隙率：2；600mPa；Büchi真空泵V-700)。在室温下用10mL的冷水洗涤所分离的晶体。将固体产物在40℃下真空干燥2小时(Rotavap R-210büchi；12mPa)。在环境温度下将晶体材料储存在紧密封闭的铝袋中。
获得24.3g的共结晶(L-丝氨酸)2·氯化钠白色粉末(收率：35％)，并且将其用作晶种。所得材料的特性和相纯度通过粉末X射线衍射方法并且通过与先前由单晶X射线衍射数据确定的参考衍射图进行比较来确认。
实施例2
通过直接结晶合成(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体
在室温(Tset＝25℃)下，将529mL的水置于配备有机械式底部搅拌器(1000反应器)、内部温度控件和水冷凝器的1.2L恒温玻璃反应器中。在搅拌(80rpm)的同时，在10分钟的时间段内添加200g的氯化钠和358g的L-丝氨酸。然后将温度设置为75℃。180分钟后，获得无色且均匀的溶液。随后将温度设置为38℃，并在30分钟内缓慢冷却溶液。此时，将100mg的晶种(参见实施例1)小心地添加到溶液中，并将搅拌速率降低至30rpm。在接下来的50分钟内将发生结晶(悬浮液的形成)。然后，将温度设置为30℃持续15分钟。从加入晶种开始，结晶总计耗时15小时50分钟。最后，以与实施例1中所述相同的方式执行过滤、洗涤、干燥和储存步骤。获得93g的共结晶(L-丝氨酸)2·氯化钠白色粉末(收率：21％)。
实施例3
(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体的机械化学合成
将1.79g的L-丝氨酸(17.0mmol)、1.00g氯化钠(17.0mmol)和154mg的Milli-Q水(8.5mmol)置于Retsch MM400振动球磨机中，并且在室温下用一个INOX钢球(直径15mm)以15Hz的频率球磨30分钟，以产生共结晶材料。
实施例4
通过水分吸收合成(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体
在室温下将1.79g的L-丝氨酸(17.0mmol)、1.00g的氯化钠(17.0mmol)和154mg的Milli-Q水(8.5mmol)置于相对湿度固定为52.9％RH(通过存在Mg(NO3)2·6H2O的饱和溶液来确保相对湿度固定)的干燥器中1周时间，以产生共结晶材料。
实施例5
(D-丝氨酸)2·氯化钠共晶体的机械化学合成
将1.79g的D-丝氨酸(17.0mmol)、1.00g的氯化钠(17.0mmol)和154mg的Milli-Q水(8.5mmol)置于Retsch MM400振动球磨机中，并且在室温下用一个INOX钢球(直径15mm)以15Hz的频率球磨一小时，以产生共结晶材料。如果不向D-丝氨酸和氯化钠中添加水，同样的方法也很成功。使用摩尔比为2∶1或1∶2的起始物质也会产生共结晶相(未添加水)。
实施例6
通过直接蒸发合成(D-丝氨酸)2·氯化钠共晶体
在试管中，将1.79g的D-丝氨酸(17.0mmol)和1.00g的氯化钠(17.0mmol)溶于3mL的Milli-Q水中。在一天的时间内缓慢蒸发水，以产生适合单晶X射线衍射分析的晶体。该分析证实共结晶相成功形成，该共结晶相被确定为由(D-丝氨酸)2·氯化钠共晶体组成。
实施例7
肌氨酸·氯化钠·H2O共晶体的合成与表征
机械化学合成
在由摩尔比为2∶1(1.49g：0.49g)、1∶1(1.49g：0.98g)和1∶2(1.49g：1.96g)的肌氨酸和氯化钠(未添加水)机械化学合成共结晶材料之后，使用振动球磨机(5个直径为15mm的钢球，20Hz频率，球磨30分钟)，可针对所测试的肌氨酸对氯化钠的全部三种摩尔比检测到新型XRPD峰。对于补充有另外0.5摩尔当量水(0.152mL)的三种相同比率，即肌氨酸对氯化钠对水的比率为2∶1∶0.5、1∶1∶0.5和1∶2∶0.5，观察到相同的峰。观察到在存在水的情况下形成的共结晶材料具有更强的XRPD峰。尽管明显生成了新的结晶相，但XRPD分析还显示，该材料仍包含未发生反应的起始物质，即纯氯化钠和纯肌氨酸。
溶液结晶
在环境温度下，通过蒸发包含摩尔比为2∶1(3.00g∶0.98g)、1∶2(2.97g∶3.92g)和1∶1(2.97g∶1.96g)的肌氨酸和氯化钠的饱和水溶液进行结晶。据观察，得自溶液的晶体中肌氨酸对氯化钠的摩尔比为1∶2和1∶1，仅包含结晶NaCl。然而，用摩尔比为2∶1的肌氨酸和氯化钠制备的溶液产生了对应于肌氨酸·氯化钠共晶体的结晶相。最后，肌氨酸·氯化钠共晶体的晶体结构可使用由直接蒸发获得的这些共晶体来解析。共晶体中的原子排列示于图3C中。
使用通过降低温度介导的过饱和方法进行进一步结晶。以肌氨酸对氯化钠的摩尔比为1∶1(25.0g∶16.4g)和2∶1(33.5g∶11.0g)进行实验。得自该等摩尔比的晶体材料被证明是纯NaCl，但由2∶1比率的溶液产生的晶体与由通过机械化合成获得的肌氨酸·氯化钠·一水合物共晶体产生的晶体的XRPD衍射图案相同。关于实验过程，将肌氨酸和氯化钠的混合物在4小时的时间段内于70℃下溶于20mL的水中。然后在6小时内将混合物缓慢冷却至10℃。在此冷却过程中，在约50℃下发生结晶。之后，在接下来的14小时内将混合物保持在10℃。将所得的晶体过滤并在40℃的烘箱中干燥14小时(收率为42％)。
实施例8
氨基酸·钠共晶体的单晶X射线衍射分析
通过X射线衍射分析(L-丝氨酸)2·氯化钠、(D-丝氨酸)2·氯化钠和肌氨酸·氯化钠·H2O的单共晶体。根据在185K的温度下使用波长为的X射线收集的衍射数据测定共晶体的原子排列。使用checkCIF/PLATON程序(A.L.Spek，Acta Cryst.2009，D65，148-155)生成如图3所示的原子位置曲线图。
数据收集统计值、空间群和晶胞参数汇总于表1中。
表1
实施例9-溶解动力学
通过折射计测试由饱和溶液(实施例2)直接结晶获得的(L-丝氨酸)2·钠共晶体的溶解特性。在该实验中，将测试样品添加至60mL的水中，并在500rpm下搅拌的同时测量溶解程度。使用RFM300+折射计(Bellingham and Stanley)，在50秒的时间进程内每秒记录测量结果一次。进行三次实验，并且计算平均值。粒度被标准化在100μm至200μm的范围内。
测试了以下样品：
样品 量(g)
(L-丝氨酸)2·NaCl共晶体 2.58
NaCl 0.56
L-丝氨酸(无水) 2.02
L-丝氨酸/NaCl的物理混合物 2.02/0.56
此处呈现的数据表明，氯化钠和氨基酸的共结晶形式在水中与纯氯化钠具有类似的溶解动力学(用三角形和菱形标记的曲线)。如图1所示，NaCl(用三角形标记的曲线)和(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体(用菱形标记的曲线)两者在短于10秒内达到50％溶解，并且在约25秒内达到90％溶解。
需注意很少单独摄入纯NaCl，这一点十分重要。例如，当食用食物产品时，源于食物蛋白质的氨基酸将存在于口腔中。因此，与NaCl在纯水中的溶解相反，在摄入和咀嚼期间，测量NaCl在存在氨基酸的情况下的溶解曲线更准确地代表口腔中的条件。因此，还测量了L-丝氨酸和NaCl的物理混合物的溶解动力学。
与(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体相比，L-丝氨酸和NaCl的物理混合物表现出较慢的溶解速率。25秒后，仅约50％的物理混合物溶解，并且在45秒后物理混合物才达到90％溶解(参见图1中用十字形标记的曲线)。
如上所述，仅溶解在唾液中的氯化钠部分可与味觉受体相互作用，因此溶解速率对于成味的感知很重要。因此，相对于氨基酸和氯化钠的物理混合物，氨基酸·氯化钠共晶体的优异溶解特性将提供增强的咸味。
实施例10
用于感官评价的片剂的制备
使用Romaco Kilian Styl′One单冲程压片机制备用于感官评价的片剂。片剂的直径为8mm；将每片片剂的氯化钠含量设计为25mg。用三次300ms的压缩和200ms的间隔制备片剂。
包含(L-丝氨酸)2·氯化钠的片剂具有2.0mm的厚度和123.7mg的平均质量。包含L-丝氨酸和氯化钠的物理混合物的片剂具有1.9mm的测量厚度和123.7mg的平均质量。
用于制备包含丝氨酸和氯化钠的物理混合物的片剂的粉末通过在降低压力下的温和旋转混合(总质量约100g，30分钟，750mPa)组合。将L-丝氨酸(无水)和NaCl以2∶1摩尔比组合，从而匹配(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体的含量。
在环境温度下，将片剂储存于氮气中。通过23Na NMR定量每片片剂中的钠含量。在压实之后，另外对片剂进行粉末X射线衍射分析，以确保在加工(共晶体片剂)期间无共结晶相(物理混合片剂)形成或所需共结晶相不改变。
实施例11-感官评价
(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体和L-丝氨酸/NaCl物理混合物的味觉特征由11名受过训练的专门小组成员进行评估。
每名专门小组成员都收到一个托盘，其中两片片剂放置在用随机3位数字编码塑料板上。片剂必须用门牙咬碎并保留在口腔中以缓慢溶解(方法1)。另选地，片剂可用门牙咬碎并在口腔中不断咀嚼，直至发生完全溶解(方法2)。
之后，要求专门小组成员对片剂的以下12类味道进行评价：前期咸味(1)、总体咸味(2)、甜味(3)、酸味(4)、鲜味(5)、易碎性(6)、熔融(7)、总体持久性(8)、咸味持久性(9)、甜味持久性(10)、酸味持久性(11)和麻刺感(12)。将这些评分组合以生成(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体片剂与L-丝氨酸/NaCl物理混合物的比较曲线(图2)。
令人惊讶的是，在食用期间和之后，共晶体的味道被感知为比对应的物理混合物显著更咸。实际上，(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体对于与咸味相关的全部三种特征表现优异，即前期咸味(1)、总体持久性(8)和咸味持久性(9)。因此，已清楚地证明包含L-丝氨酸的氨基酸·钠共晶体提供增强的咸味。
概括地说，本发明人已经合成并表征了氨基酸与氯化钠的新共结晶形式。令人惊讶的是，这些共晶体表现出与纯NaCl类似的溶解特性。此外，溶解速率显著高于氨基酸和纯NaCl的对应物理混合物的溶解速率。还证实，(L-丝氨酸)2·氯化钠共晶体的优异溶解速率在食用时产生增强的咸味。
在上述说明书中提到的所有出版物均以引用方式并入本文。在不脱离本发明的范围和实质的情况下，本发明的所述方法和系统的各种修改形式和变型形式将对本领域的技术人员显而意见。虽然已结合具体优选实施方案对本发明进行了描述，但是应当理解，受权利要求书保护的本发明不应不当地限于此类具体实施方案。实际上，对化学、晶体学、食品科学或相关领域的技术人员而言显而易见的对用于实施本发明的所述方式的各种修改旨在落在以下权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.营养组合物，其包含丝氨酸·氯化钠共晶体。
2.根据权利要求1所述的营养组合物，其中所述丝氨酸·氯化钠共晶体包含2∶1摩尔比的丝氨酸和氯化钠，优选地其中所述丝氨酸具有L-构型，更优选地其中所述共晶体为非水合的。
3.根据权利要求1或2所述的营养组合物，其中所述共晶体具有化学计量(L-丝氨酸)2·氯化钠。
4.根据权利要求1所述的营养组合物，其中所述丝氨酸·氯化钠共晶体包含2∶1摩尔比的丝氨酸和氯化钠，优选地其中所述丝氨酸具有D-构型，更优选地其中所述共晶体为非水合的。
5.根据权利要求1或4所述的营养组合物，其中所述丝氨酸共晶体具有化学计量(D-丝氨酸)2·氯化钠。
6.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，包含基于所述营养组合物的重量计浓度为0.01重量％至100重量％、0.01重量％至80重量％、0.01重量％至60重量％、0.01重量％至40重量％、0.01重量％至20重量％、0.01重量％至10重量％、0.01重量％至5重量％、0.01重量％至2重量％或0.01重量％至1重量％，优选地基于所述营养组合物的重量计浓度为0.01重量％至40重量％、0.01重量％至20重量％、0.01重量％至10重量％、0.01重量％至5重量％、0.01重量％至2重量％或0.01重量％至1重量％的所述丝氨酸·氯化钠共晶体。
7.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，选自食物产品、功能性食物产品、冷冻食物产品、乳制品、可微波加热的食物产品、甜食产品、烹饪产品、营养补充剂或宠物食物产品，优选地其中所述食物产品为披萨、开胃半圆卷饼、咸味小吃、脆饼干、炸薯片、薯片、蔬菜片、甘薯片、薄脆饼、烤干酪辣味玉米片、墨西哥煎玉米卷、咸味坚果、挤出小吃、咸味泡芙、花生、爆米花、咸味饼干、炸薯条、烤土豆、腌肉、干肉、面包棒、橄榄、奶酪、干奶酪、芝士粉、香肠、馅饼、即食婴儿食品、汤粉、包酱、粉末酱、现成酱、番茄酱、调味品、腌泡汁、泡菜、干蔬菜、即食汤、果仁奶油、面包、曲奇饼、巧克力条、焦糖酱、馅、糖果、冷冻比萨、冷冻餐、可微波加热的餐、意大利面、无麸质意大利面、面团、无麸质面团、冷冻面团、冷藏面团、块状浓缩汤料、凝胶浓汤、速溶汤、即食食品、小吃、烹饪助剂、蛋黄酱、抹酱、增稠剂、香精、脆饼干、炸土豆片、玉米粉圆饼、薄脆饼干、米饼、上层配料、调料、调味品、风味剂、混合调料、盐替代品、精制盐、海盐、食品防腐剂、强化混合料和矿物质混合料。
8.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，还包含选自脂肪、蛋白质、碳水化合物、维生素、矿物质和氨基酸的营养物质。
9.L-丝氨酸和氯化钠的共晶体，其具有的L-丝氨酸对氯化钠的摩尔比为2∶1。
10.根据权利要求9所述的共晶体，其具有化学计量(L-丝氨酸)2·氯化钠，其中所述共晶体为非水合的。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的(L-丝氨酸)2·氯化钠的共晶体，其具有以下晶体晶胞参数： 以及α＝90.0°、β＝91.1±0.5°、γ＝90.0°，优选地其具有的晶胞体积为优选地通过空间群C121进一步表征，更优选地其中所述晶体是单斜的；或(D-丝氨酸)2·氯化钠的共晶体具有以下晶体晶胞参数： 以及α＝90.0°、β＝91.1±0.5°、γ＝90.0°，优选地其具有的晶胞体积为优选地通过空间群C121进一步表征，更优选地其中所述晶体是单斜的。
12.氨基酸·氯化钠共晶体的用途：
(i)用于制备或制造营养组合物，优选地其中所述营养组合物选自食物产品、功能性食物产品、冷冻食物产品、乳制品、可微波加热的食物产品、甜食产品、烹饪产品、营养补充剂或宠物食物产品，优选地其中所述食物产品为披萨、开胃半圆卷饼、咸味小吃、脆饼干、炸薯片、薯片、蔬菜片、甘薯片、薄脆饼、烤干酪辣味玉米片、墨西哥煎玉米卷、咸味坚果、挤出小吃、咸味泡芙、花生、爆米花、咸味饼干、炸薯条、烤土豆、腌肉、干肉、面包棒、橄榄、奶酪、干奶酪、芝士粉、香肠、馅饼、即食婴儿食品、汤粉、包酱、粉末酱、现成酱、番茄酱、调味品、腌泡汁、泡菜、干蔬菜、即食汤、果仁奶油、面包、曲奇饼、巧克力条、焦糖酱、馅、糖果、冷冻比萨、冷冻餐、可微波加热的餐、意大利面、无麸质意大利面、面团、无麸质面团、冷冻面团、冷藏面团、块状浓缩汤料、凝胶浓汤、速溶汤、即食食品、小吃、烹饪助剂、蛋黄酱、抹酱、增稠剂、香精、脆饼干、炸土豆片、玉米粉圆饼、薄脆饼干、米饼、上层配料、调料、调味品、风味剂、混合调料、盐替代品、精制盐、海盐、食品防腐剂、强化混合料和矿物质混合料，
(ii)作为风味剂，
(iii)作为营养组合物中的咸味替代品，
(iv)食品防腐剂，或
(v)用于向营养组合物提供咸味。
13.根据权利要求12所述的用途，其中所述氨基酸·氯化钠共晶体为丝氨酸·氯化钠共晶体。
14.根据权利要求13所述的用途，其中所述丝氨酸·氯化钠共晶体包含2∶1摩尔比的丝氨酸和氯化钠，其中所述丝氨酸具有L-构型或D-构型，例如其中所述共晶体为非水合的。
15.根据权利要求13或14所述的用途，其中所述共晶体为(L-丝氨酸)2·氯化钠。
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