CN109475153A - 预测调味品性能的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于测量调味品特性的方法。描述了一种方法，其通过基于调味品的介电常数测量得到的所述调味品的极性来量化、测量和/或预测调味品在载体中的相容性、溶解度、有效封装和/或乳化作用，以及调味品在应用中的性能。

Description

预测调味品性能的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月6日提交的、申请号为62/358,756的美国临时申请的优先权，该美国临时申请的公开内容通过引用整体明确地并入本文。

技术领域

本发明主要涉及的技术领域是食品技术，特别是调味品在食品技术中的使用。

背景技术

传统上，很难预测调味品在调味品封装技术和目标食品应用中的性能。这尤其体现在例如封装技术中的最大调味量和风味保持方面。过去，依据例如在水或油中的非特异性溶解度数据对调味品特性进行预测。然而，这可能很难应用于复杂的调味成分或提取物的混合物。另一个方法是使用汉森(Hansen)溶解度参数(汉森溶解度参数(HansenSolubility Parameters)，作者C.M.Hansen，CRC出版社，2007第二版，第519页)。对于单个调味成分或溶剂，溶解度参数通常是确定的，但对于复杂调味品，溶解度参数需要基于数据进行计算。对于许多可能包含很多种成分的调味品来说，即使假设可得到所有数据，这个方法也是非常繁琐的。也可能根本没法得到所述数据，例如对于复杂的天然提取物。因此，溶解度参数除了要耗费密集的人力和时间之外，还最多只能代表一个近似值。

本文描述的实施方式解决了这些挑战。

发明内容

描述了一种用于预测单个调味成分在具体应用中的性能的方法，该方法包括：通过测量所述调味成分的介电常数，量化所述调味成分的极性；以及，将该极性与该具体应用中的调味成分性能相关联。

另一实施方式包括：在上述方法中，将所述极性与调味量、挤出或喷雾干燥的有效封装、在一种或多种溶剂中的溶解度或互溶性和/或凝聚作用相关联；在上述方法中，将所述极性与调味成分在食品应用中的用途相关联；在上述方法中，将所述极性与单个调味成分、复杂天然提取物、溶剂和/或乳化剂的相容性和互溶性相关联；以及，在上述方法中，将所述极性与风味保持、结块、生物活性物质的提取、产量、饮料浑浊度、乳化液稳定性和/或风味感官影响相关联。

以下进一步描述了这些实施方式和另外的实施方式。

附图说明

图中示出了具有不同极性的调味品的分散系。

具体实施方式

本文示出的细节是作为示例的，仅旨在于示意性讨论本发明的各种实施方式，并且呈现于此以提供对本发明的原理和概念方面最有用且容易理解的说明。就这点而言，除了对本发明的基本理解所必需的，没有试图更详细地显示本发明的细节，本说明书使本领域技术人员明白如何在实践中实现本发明的若干形式。

现在将参考更详细的实施方式来描述本发明。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开彻底且完整，并且将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义。本文在对本发明的描述中使用的术语仅用于描述特定实施方式，并不旨在限制本发明。在本发明的说明书和所附权利要求中所使用的单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献都通过引用整体明确地并入本文中。

除非另有说明，否则在说明书和权利要求中使用的表示成分量、反应条件等的所有数字应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。相应地，除非有相反的指示，否则在以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，并可以根据本发明寻求获得的期望属性而变化。至少，无意限制对权利要求的范围适用等同原则，每个数值参数应该根据有效位数和普通的舍入方法来解释。

尽管阐述本发明宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中列出的数值是尽可能精确的。然而，在任意数值的测试测量中发现，任何数值不可避免地包含由标准偏差引起的某些误差。本说明书全文给出的每个数值范围将包括落入该较宽的数值范围内的每个较窄的数值范围，如同这些较窄的数值范围都在本文中明确写出一样。

本发明的其他优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地从说明书明显看出，或者可以通过实施本发明来获知。应当理解，前面的一般性描述和下面的详细描述都只是示例性和说明性的，并不是对所要求保护的本发明的限制。

如上所述，目前通常依据调味品在水或油中的非特异性溶解度数据对其特性进行预测。有大量的溶剂和调味品处于溶解范围内，而有一些调味品例如以有限的溶解度水平部分溶于油或水。该预估方法难以应用于复杂的调味成分或提取物的混合物。另一个方法是使用包括极性作为因素之一的Hansen溶解度参数。对于单个成分，Hansen溶解度参数是确定的，并且对于复杂调味品，Hansen溶解度参数需要基于数据进行计算。对于许多经常包含超过20种不同成分的调味品来说，即使假设所有数据都可得到，此方法也是繁琐的。该方法也很难应用于具有未知成分的天然提取物。此外，溶解度参数是在特定温度下确定的，并且在其他温度下可能不准确。因此，Hansen溶解度参数仅为近似值，并且是耗时的。如本文所述的测量调味品的介电常数是一种用时不超过几分钟(包括平衡和清洁)的直接方法，因此代表了一种快速的分析方法。

如本文所述，通过利用常规介电常数计测量的介电常数，可以有效地量化调味品的极性。调味品极性与以下因素有关：调味品在油、水或其它溶剂中的溶解度；调味品通过如熔融挤出、喷雾干燥、凝聚作用实现的有效封装；调味品在应用中的功效。单个调味成分、溶剂和乳化剂的极性可以预测他们的互溶性。该极性也可以作为一种控制配料质量的方法。

经发现，调味品的类型和溶解度在食品应用和例如通过熔融挤出、喷雾干燥或凝聚作用实现的调味品封装中具有重要作用。通常地，调味品通过他们在水、油或水-乙醇混合物中的溶解度来表征。没有一种有效且快速的分析方法来准确地量化、测量或预测调味品的特性、在加工中的属性以及功效。没有一种有效的分析方法来预测单个调味成分、复杂天然提取物、溶剂和乳化剂的相容性，除了实际测试它们的互溶性之外。现在，这些成分可以可通过由介电常数量化的极性来准确表征。

经发现，可通过由介电常数量化的极性来有效地、解析性地表征调味品、溶剂和乳化剂。调味品代表一个极性的谱，包括在20℃下的介电常数范围，从约2(非常非极性的油和提取物，例如，低倍的柑橘油)至约80(非常极性的水溶性调味品，例如，主要含水的调味品)。这可以与复杂天然提取物、复合调味品、加工调味品或无论是天然还是人工的单个调味成分相关联。类似地，用于调味品中的溶剂和溶剂的组合也可以由极性和介电常数表征。例如，植物油具有在所述谱的一端的约为3的介电常数，而水具有在另一端的约为80的介电常数。可以利用由介电常数测得的极性中的相似性来预测调味成分和溶剂的互溶性。也发现，调味品的极性在例如通过熔融挤出在天然载体等的调味品封装中是重要甚至是决定性的(参见共同被转让的未决美国专利申请，申请号为V49330，标题为“天然封装调味产品”，与本申请同日递交，其公开内容通过引用整体并入本文)。

调味品的极性影响调味品-基质的相互作用，反过来，调味品-基质的相互作用确定封装中可以达到的最大调味量。这定义了封装组合物在应用中的风味效果和使用成本(或效果成本)。又经发现，调味品极性也与应用中的功效直接相关。例如，在饮料应用中，极性调味品越多，可形成的浑浊乳液越少，从而与水相容性越好。现在这一点是可以预测的，并且可以相应地配制调味品。现在可以通过使用介电常数作为引导，按极性来配制调味品。可以预测复杂调味品的互溶性或相容性，可以为了加工中的最佳性能预测单个调味成分和溶剂，例如在调味品封装中或如饮料的应用中。

极性溶剂如水，比非极性溶剂如油，在微波中加热要快很多。调味品的加热取决于它们的极性而处于两者之间。各种液体的分子具有不同的偶极矩(dipolar moment)，并且该偶极矩可以作为液体极性的度量。偶极矩决定了液体中的分子与微波炉的电磁场之间的相互作用。偶极矩的一种度量为介电常数。因此，介电常数是对调味品极性的合理度量，且可以预测调味品特性和调味品-基质的相互作用，无论是在加工中还是在最终的目标应用中。可用于本文所述方法的一种市售介电常数测量计示例为布鲁克黑文仪器(BrookhavenInstruments)的BI-870型。它不仅可以在20℃下测量介电常数，也可以在很宽泛的温度范围内测量介电常数。

实施例一

为了支持调味品、封装技术和应用的发展，测量了调味品配制中所使用的关键溶剂(表1)和多种目标调味品(表2)的介电常数。该数据预测了单个调味成分、溶剂及它们的混合物的相容性和互溶性。二元成分混合物的介电常数在处于单个成分的介电常数之间的范围内。其他示例阐述了调味品的极性在技术和应用中对其性能的影响。

溶剂	介电常数	温度
			高油酸葵花籽油	3.1	20.8
中链甘油三酯	3.9	22.1
			甘油醋酸酯	7.0	21.4
苄醇	13.8	21.0
			异丙醇	20.8	21.4
异丙醇：乙醇1：1	24.1	20.6
			乙醇(95％)	28.3	22.0
丙二醇	28.7	22.1
			甘油	46.1	22.0
去离子水	79.2	22.1

表1.溶剂的极性，以在约20℃下的介电常数作为度量

调味品	溶剂	介电常数	温度
				柑橘味，单倍	无	2.2	22.0
帕尔马奶酪	15.4％中链甘油三酯	3.3	20.9
				二乙酰	无	4.4	21.4
树莓	无	7.6	20.4
				香草	88％甘油醋酸酯	8.5	20.0
黄油	43％甘油醋酸酯	24.3	19.6

表2.所选调味成分和复合调味品的极性，以在约20℃下的介电常数作为度量

实施例二

可以通过重新配制调味品，来增加由熔融挤出实现的调味品封装中的调味量。使用水溶性异丙醇改性单倍柑橘调味品，该异丙醇在一定程度上也与调味品互溶。对于非乳化基质中非极性调味品，调味量从通常的4％增加到6％(表3)。较高的基于介电常数的调味品极性与较高的调味量相关联的这一想法，在随后的多种调味品试验中得到了明确证实，在所述多种调味品试验中，在熔融挤出的封装组合物中的调味量从4％增加到6％以及8％。

表3.随调味品极性增长的最大调味量

实施例三

图中示出了三种具有不同极性的调味品的分散系。在水中比重为0.5％的柑橘油(1)(单倍，介电常数＝2.5)、树莓调味品(2)(介电常数＝7.6)以及黄油调味品(介电常数＝24.3)，它们均在99.9克水中以6000转每分钟的速度均质化1分钟。低极性的柑橘调味品形成了非常浑浊的分散系，树莓显示出了轻微的浑浊度，黄油调味品像水一样清澈。这表明在目标应用中可以选择或调制调味品，以通过调味品的极性控制水性分散系的浑浊度。

量化调味成分、调味品及溶剂的调味品极性，已被发现并预测在许多技术中是重要的。所述技术包括：熔融挤出(尤其在自然基质中利用高极性调味品实现高调味量)、喷雾干燥(风味保持，结块)，生物活性物质和调味品的提取(最大化产量，提取特定活性物质)。可以基于此基本特性配置并优化调味品。调味品极性在例如控制饮料浑浊度、液体产品中乳化液的稳定性、微波加热产品的风味稳定性的应用中也很重要。最后，可以将调味品极性与调味品的感官效果相关联。调味品的极性是定义多个调味成分的相容性以及调味品在油、水、或其它介质中的溶解度和乳化作用的重要特征。所述调味品极性在预测调味品基质相互作用和选择最有效的乳化剂用于例如熔融挤出中是重要的。极性可以预测调味品基质的相互作用，并有助于避免加工过程中的意外。

因此，本发明的范围应包括可落入所附权利要求范围内的所有修改和变化。考虑到本说明书和本文所公开的发明的实践，本发明的其他实施方式对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由所附权利要求表明。

Claims (5)

1.一种用于预测单个调味成分在具体应用中的性能的方法，包括：

通过测量所述调味成分的介电常数，来量化所述调味成分的极性；和

将所述极性与在所述具体应用中的调味成分性能相关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述极性与调味量，挤出或喷雾干燥的有效封装，在一种或多种溶剂中的溶解度或互溶性，和/或凝聚作用相关联。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述极性与所述调味成分在食品应用中的用途相关联。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述极性与单个调味成分、复杂的天然提取物、溶剂、和/或乳化剂的相容性和互溶性相关联。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述极性与风味保持、结块、生物活性物质的提取、产量、饮料浑浊度、乳化液稳定性、和/或调味品的感官效果相关联。