CN109561717A - 含柑橘类纤维的分散液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含有植物源纤维的水性分散液，其中所述纤维的特征在于紧密堆积浓度(c*)为至多3.80wt％，其中所述水性分散液具有至少0.01M的离子强度。

Description

含柑橘类纤维的分散液
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月8日提交的欧洲申请No.16178533.2的权益，所述欧洲申请以引用方式整体并入本文。
发明领域
本发明涉及含有植物源纤维的水性分散液。本发明还涉及用于制造所述分散液的方法及其各种用途。
发明背景
当今许多产品(例如食品、饲料、个人护理和药物产品)都含有以具有不同共存相的复杂阶层式结构来组织的成分，所述不同共存相在从分子到微观的宽泛空间长度尺度范围内。特别是这些产品的形态(例如宏观和微观结构)是动态的概念，所述形态随着时间的推移不断变化，并且变化的速率取决于许多因素，包括产品的组成、环境条件(温度、pH值、机械力等)和成分相互作用的特定性质。发生形态变化的时间和此类变化的长度尺度似乎影响产品的功能并且在某种程度上取决于成分材料的来源，但更重要地取决于所述成分材料的加工性。此类产品的设计者总是欢迎因(例如)使设计工艺较不复杂并且较可持续而正面辅助设计工艺的成分；例如，非常期望所用成分的加工性较少依赖环境条件和/或较少受环境条件的影响。
植物源纤维(例如柑橘类纤维、番茄纤维，甜菜纤维等)是已知的成分，它们具有许多令人感兴趣的性质，使得它们适用于各种产品，例如那些打算用于人类和/或动物消费的产品。特别是柑橘类纤维和含有它们的水性分散液不仅已成功地用于食品、饮料和饲料产品中，而且还成功地用于个人护理、药物和洗涤剂产品中，以赋予最终产品特定的流动特性、质地和外观。WO 1994/27451描述了一种生产柑橘渣纤维的工艺，其中使柑橘渣的水性浆液经受剪切处理。WO2006/033697描述了一种制造柑橘类纤维的工艺和所述工艺的各种应用。WO 2012/016190描述了具有小于3.8wt％的c*紧密堆积浓度的柑橘类纤维、含有此类纤维的水性分散液和其制备方法。
然而，观察到当含有植物源纤维、特别是柑橘类纤维的已知水性分散液的组成发生变化时，所述分散液可能显示其流变特性的变化；例如，其流变性质随纤维浓度而变化。此类变化可能有害地影响含有此类分散液或由此类分散液制成的产品的性质和质量。特别地，在含有此类分散液的食品中，纤维由于其功能而形成的形态不仅在消费之前而且在消费之后都可能不太理想。
因此，本领域需要植物源纤维的水性分散液，所述植物源纤维可赋予含有它的产品最佳的形态学稳定性或者在用于制造所述产品时提供最佳的形态学稳定性。本领域还需要具有流变性质的植物源纤维的水性分散液，所述水性分散液可以更容易地操作和控制。特别地，本领域需要植物源纤维的水性分散液，所述植物源纤维提供具有抵抗所述分散液性质的不合意变化(例如抵抗纤维浓度变化)的最佳稳定性的产品或所述产品的制造。
发明内容
在尝试解决这些需要时，本发明提供含有植物源纤维的水性分散液，其中所述纤维的特征在于紧密堆积浓度(c*)为至多3.80wt％，其中所述水性分散液优选具有至多3000的刚度。最优选的植物源纤维是柑橘类纤维、番茄纤维、苹果纤维和甜菜纤维。
本发明人观察到本发明的水性分散液(下文简称为本发明分散液)具有最佳的流变性质；特别是当所述本发明的水性分散液中使用高于c*的纤维量时。特别地，发明人观察到本发明分散液对环境条件的影响(例如pH值对质地形成的影响)具有较少不利的反应。那么就可允许在更宽的范围内改变、调节或控制环境条件，同时有效地利用本发明分散液的性质。还注意到，本发明分散液具有高度适应性，并且当用于各种产品(例如食品、饮料和饲料产品以及个人护理、药物和洗涤剂产品)中时可能是有益的。
发明人还观察到，根据情况，本发明分散液可允许对含有它的产品的性质(例如刚性)进行最佳调节、改变和/或调适，并且可允许此类产品的设计者减少此类产品中成分的数量，从而将所述产品的配方简化。
当用于(例如)食品中时，本发明分散液不仅可以正面地影响所述产品的质地、流动、口感和/或摄取，而且还可以有利地影响消化的生物学机制和/或递送所需的生理影响。
当用于个人护理产品中时，本发明分散液可以正面地影响产品的外观并且允许存在于此类产品中的活性材料最佳地转移至头发、皮肤或其它需要护理的地方。对于药物产品也是如此。
从下面给出的本发明的详细描述中将明了本发明分散液的其它优点。
附图说明
图1是分别确定根据本发明使用的纤维和本发明分散液的c*和刚度的方法中所使用的曲线拟合的图解说明。
图2显示各种分散介质中柠檬废皮源纤维的紧密堆积密度c*和刚度的变化。
具体实施方式
本发明提供含有植物源纤维的水性分散液，其中所述纤维的特征在于紧密堆积浓度(c*)为至多3.80wt％，其中所述水性分散液优选具有至多3000的刚度。优选地，c*为至少0.50wt％，更优选至少0.75wt％，甚至更优选至少1.00wt％，最优选至少1.25wt％。优选地，所述c*为至多3.75wt％，更优选至多3.70wt％，最优选至多3.65wt％。优选地，所述c*在0.50wt％与3.50wt％之间，更优选在1.00wt％与2.50wt％之间，最优选在1.25wt％与1.50wt％之间。在本发明的上下文内，c*表示为分散液总重量的wt％。植物源纤维的c*可通过下列方式调节至所需值：在(例如)高压均质器中使所述纤维经受剪切；调节含有所述纤维的介质的离子强度和/或pH值；向所述介质中添加盐；提高所述介质的温度；或对柑橘类纤维进行化学改性，例如TEMPO氧化、羧甲基化及其组合。
植物源纤维在本文中被理解为源自藻类、谷物、豆科植物、水果或蔬菜的纤维，特别是那些源自选自由以下组成的组的来源的纤维：李子和干果李、魔芋、豌豆、大豆、羽扇豆、燕麦、黑麦、奇亚籽(chia)、大麦、小麦、玉米、油菜籽、向日葵、花椰菜、小胡瓜、芹菜、胭脂仙人掌、西红柿、西兰花、胡萝卜、朝鲜蓟、藻类、块根和根菜类蔬菜(例如马铃薯、甜菜和洋葱)、车前子、亚麻、坚果(例如杏仁)、无花果、鳄梨、浆果、香蕉、苹果、榅桲、梨、柑橘类水果和猕猴桃。谷物和豆科植物纤维是通过(例如)将谷物斯卑尔脱小麦(spelt)和/或表皮外层压碎来制造。如果需要，可使这些纤维经受去木质化工艺。水果和/或植物纤维可以是来自已经提取果汁并且可能已经干燥的原料的碾磨过的产物。优选的植物源纤维是那些源自燕麦、小麦、藻类、番茄、胡萝卜、豌豆、甜菜和柑橘类的纤维；最优选的是那些源自番茄、甜菜、苹果和柑橘类水果的纤维。
含有植物源纤维的水性分散液在本文中理解为其中所述纤维分散在水性介质中的组合物，所述水性介质优选形成连续相。优选地，所述纤维均匀地分散在所述介质中。本文所用术语“水性介质”意指含有水的液体介质，其合适的非限制性实例包括水、水溶液和水悬浮液。植物源纤维可以分散在水性介质内(即在本体中)，但也可以存在于所述水性介质中存在的任何界面处，例如水与除纤维以外的任何组分(例如油)之间的界面。分散液的实例包括(但不限于)悬浮液、乳液、泡沫等。
本文所用术语“纤维”是指细长物体，该纤维具有长度(长轴，即可在纤维上测量的最大尺寸)和宽度或直径(短轴，即可在纤维上测量的最小尺寸)，并且具有至少3、更优选至少9或最优选至少15的长宽比，如通过高分辨率透射电子显微镜(“TEM”)所观察和测量。纤维的尺寸优选在“湿”纤维(即相对于纤维总重量，水分含量为至少20wt％的纤维)上测量；例如，湿纤维可以通过从本发明分散液中提取而不干燥来获得，所述本发明分散液是通过将相对于分散液的总重量0.1wt％量的纤维分散于水性介质中来制备的。
植物源纤维优选以至少c*的wt％表示的量(ω)存在于本发明分散液中，所述量是相对于所述分散液的总重量来计算的。更优选地，对本发明分散液特异的比率ω/c*为至少1.05，甚至更优选为至少1.10，最优选为至少1.15。优选地，比率ω/c*为至多4.00，甚至更优选为至多3.00，最优选为至多2.00。如果存在其它调质剂(texturant)(例如淀粉、水胶体、蛋白质等)，那么包括纤维的此类调质剂的总量优选高于c*。
本发明分散液优选具有至多3000的刚度。本发明分散液的刚度优选为至多2800，更优选为至多2500，最优选为至多2200。所述刚度优选为至少400，更优选为至少800，最优选为至少1200。所述刚度优选在400与2800之间，更优选在800与2500之间，最优选在1200与2200之间。在本发明的上下文内，刚度以Pa/(wt％)为单位来表示。
发明人观察到，当使用上述比率ω/c*并且本发明分散液的刚度在要求保护的范围内时，获得最佳质地。将本发明分散液的刚度降低至过低的水平(例如低于400)可能需要使用增加量的植物源纤维以便为产品提供所需的质地；然而，此类增加量的纤维可能引入不合意的味道和/或颜色，并且可能有害地影响所述产品的感官和/或感觉性质。另一方面，发明人观察到，通过将本发明分散液的刚度提高到过高的水平(例如高于3000)，即便纤维浓度的很小变化也可能导致含有所述纤维的产品的质地发生很大变化。此类变化在制造含有所述纤维的产品期间可能具有负面影响，因为可能会出现产品感官和/或感觉性质方面的偏差。
优选地，本发明分散液具有至少0.01M、更优选至少0.05M、最优选至少0.10M的离子强度。优选地，所述离子强度为至多3.00M，更优选为至多2.00M，最优选为至多1.00M。优选地，所述离子强度在0.05M与1.00M之间，更优选在0.10M与0.80M之间，最优选在0.15M与0.60M之间。发明人惊奇地观察到离子强度在上述范围内小心调节的本发明分散液提供最佳优点。
优选地，本发明分散液的pH值在3.0与10.0之间，更优选在4.0与9.5之间，最优选在4.5与9.0之间。pH值可用本领域已知的任何pH计来测量。
本发明还提供含有柑橘类纤维的水性分散液，其中所述柑橘类纤维的特征在于紧密堆积浓度(c*)为至多3.80wt％，其中相对于无水柑橘类纤维的总重量，所述柑橘类纤维含有至多20wt％量的半乳糖醛酸，其中所述水性分散液优选具有至多3000的刚度。尽管较低的c*值是优选的，但出于实际原因，柑橘类纤维的c*优选为至少1.50wt％，更优选为至少1.75wt％，最优选为至少2.00wt％。优选地，所述c*为至多3.75wt％，更优选为至多3.70wt％，甚至更优选为至多3.65wt％，再甚至更优选为至多3.60wt％，再甚至更优选为至多3.50wt％，最优选为至多3.40wt％。优选地，所述c*在1.00wt％与3.75wt％之间，更优选在1.75wt％与3.70wt％之间，最优选在2.50wt％与3.60wt％之间。具有指定c*的柑橘类纤维可以根据(例如)WO2012/016190的方法来制备，该文献以引用方式整体包括在本文中。
柑橘类纤维是柑橘家族水果中含有的并且从柑橘家族水果中获得的纤维。柑橘家族是一个大型和多样化的开花植物家族。柑橘类水果被认为是一种特殊类型的浆果，其特征在于果皮坚韧以及肉质内部含有多个填充有果汁填充囊的部分。柑橘类水果的常见品种包括橙子、甜橙、克莱门氏小柑橘(clementine)、金橘、红橘、橘柚、无核小蜜橘、温州蜜柑(mandarin)、葡萄柚、枸橼、柚子、柠檬、粗柠檬、酸橙和马蜂橙(leech lime)。柑橘类水果可能是早季、中季或晚季柑橘类水果。柑橘类水果还含有果胶，所述果胶常见于水果中，但在柑橘类水果中的浓度特别高。
柑橘类纤维与柑橘渣有所不同，柑橘渣是完整的果汁囊并且有时被称为柑橘囊泡、粗渣、漂浮物、柑橘单元(citrus cell)、漂浮渣、果汁囊或渣。柑橘类纤维也与柑橘碎片有所不同，柑橘碎片是含有片段膜和柑橘类水果核的材料。
柑橘类纤维通常是从柑橘类纤维的来源(例如柑橘皮、柑橘渣、柑橘碎片或其组合)获得。此外，柑橘类纤维可能含有柑橘类水果的初生细胞壁的组分(例如纤维素、果胶和半纤维素)，并且还可能含有蛋白质。
优选地，本发明的柑橘类纤维未经历任何实质性的化学改性，即所述纤维未经受化学改性工艺，特别是酯化、衍生或人工诱导的酶改性或其组合。
根据本发明使用的柑橘类纤维含有半乳糖醛酸。优选地，半乳糖醛酸含有甲基酯化的半乳糖醛酸(MEGA)。发明人惊奇地观察到，通过使用含有具有甲基酯化部分的半乳糖醛酸的柑橘类纤维，可以改善调节含有本发明分散液的产品的性质方面的灵活性。例如，当本发明分散液含有此类柑橘类纤维时，所述产品的设计者可以在调节、改变和/或调适产品性质以适应一系列特定的需要方面享有更大的自由。优选地，相对于半乳糖醛酸的总重量(为了清楚起见，该总重量包括MEGA的重量)，MEGA以至少30wt％、更优选至少45wt％、最优选至少60wt％的量存在。优选地，半乳糖醛酸的甲基酯化度(DE)为至少30，更优选为至少45，最优选为至少60。为了实现本发明的益处，相对于无水柑橘类纤维的总重量，半乳糖醛酸应以至多50.0wt％、优选至多45.0wt％、更优选至多40.0wt％、最优选至多35.0wt％的总量(即包括半乳糖醛酸盐)存在。优选地，所述总量为至少0.5wt％，更优选为至少1.0wt％，最优选为至少1.5wt％。在一个优选的实施方案中，柑橘类纤维是柠檬纤维，并且半乳糖醛酸的总量在1.5wt％与20.0wt％之间，更优选在4.5wt％与15.0wt％之间，最优选在7.0wt％与10wt％之间。在另一优选的实施方案中，柑橘类纤维是橙子纤维，并且半乳糖醛酸的总量在10.0wt％与50.0wt％之间，更优选在20.0wt％与40.0wt％之间，最优选在25wt％与35wt％之间。半乳糖醛酸(也称为D-半乳糖醛酸)是糖酸。本发明柑橘类纤维的半乳糖醛酸含量(包括半乳糖醛酸盐的含量)可以通过以下来调节：在酸性或碱性条件下水解所述纤维，经由(例如)螯合、液-液分离或本领域常用的其它已知技术来提取天然存在的半乳糖醛酸。
柑橘类纤维优选以至少c*wt％的量(ωCF)存在于本发明分散液中。更优选地，对本发明分散液特异的比率ωCF/c*为至少1.05，甚至更优选为至少1.10，最优选为至少1.15。优选地，比率ωCF/c*为至多4.00，甚至更优选为至多3.00，最优选为至多2.00。如果存在其它调质剂(例如淀粉、水胶体、蛋白质等)，那么包括纤维的此类调质剂的总量优选高于c*。
柑橘类纤维的长度优选为至少0.5μm，更优选为至少1μm。柑橘类纤维的宽度优选为至多300nm。
柑橘类纤维通常含有各种成分，例如糖、低聚糖和多糖。用于本发明中的柑橘类纤维可含有水溶性纤维(下文为“可溶性纤维(SF)”)；也可含有水不溶性纤维(下文为“不溶性纤维(IF))”；并且还可含有两种的组合。SF和IF是具有高于15的(重量平均值)聚合度(DP)的多糖，该聚合度是根据任何公知技术(例如凝胶渗透色谱法)来测量的。优选地，所述柑橘类纤维含有SF和IF，其中重量比IF:SF在99.0:1.0与70.0:30.0之间，更优选在97.5:3.5与80.0:20.0之间，最优选在96.0:4.0与90.0:10.0之间。优选地，相对于无水柑橘类纤维的总重量，所述柑橘类纤维包含至少65.0wt％、更优选至少70.0wt％、最优选至少75.0wt％的量的IF。优选地，相对于无水柑橘类纤维的总重量，所述柑橘类纤维包含至多15.0wt％、更优选至多12.0wt％、最优选至多9.0wt％的量的SF。在一个优选的实施方案中，柑橘类纤维是柠檬纤维，所述柠檬纤维含有介于0.5wt％与10.0wt％之间、更优选介于1.7wt％与7.5wt％之间、最优选介于2.5wt％与5.0wt％之间的量的SF。在另一优选的实施方案中，柑橘类纤维是橙子纤维，所述橙子纤维含有介于3.0wt％与15.0wt％之间、更优选介于4.0wt％与12.0wt％之间、最优选介于5.0wt％与9.0wt％之间的量的SF。所述柑橘类纤维还可含有不同于IF和SF的其它组分，所述其它组分的非限制性实例包括糖和/或低聚糖。优选地，相对于无水柑橘类纤维的总重量，所述其它组分的量为至多35wt％，更优选为至多30wt％，最优选为至多25wt％。
优选地，根据本发明使用的柑橘类纤维的结晶度为至少10％，更优选为至少20％，最优选为至少30％，如在干燥(相对于纤维的含量，水含量小于20wt％)试样上通过X射线衍射法(例如，众所周知的基于I002峰高度的Seagal法)所测量。优选地，所述纤维的结晶度在10％与60％之间。
本发明人成功地改良了植物源纤维、特别是柑橘类纤维的特征(例如就半乳糖醛酸含量、c*、IF和SF的量而言)，从而实现迄今为止从未获得的调质效应。因此，本发明还涉及包含水不溶性纤维(IF)和水溶性纤维(SF)的新颖柑橘类纤维，其中重量比IF:SF在99.0:1.0与70.0:30.0之间，其中所述柑橘类纤维的特征在于紧密堆积浓度(c*)为至多3.80wt％，其中相对于无水柑橘类纤维的总重量，所述柑橘类纤维含有至多50wt％总量的半乳糖醛酸，其中所述半乳糖醛酸具有至少30的酯化度。IF:SF、c*、酯化度、IF和SF的具体量和本发明的柑橘类纤维(以下为本发明柑橘类纤维)的半乳糖醛酸的量的优选范围以及柑橘类纤维的优选来源如上文所给出并且在此将不再重复。
当本发明分散液使用柑橘类纤维时，所述分散液优选具有至多3000、更优选至多2800、甚至更优选至多2500、最优选至多2200的刚度。所述刚度优选为至少400，更优选为至少800，最优选为至少1200。所述刚度优选在400与2800之间，更优选在800与2500之间，最优选在1200与2200之间。
当本发明分散液使用柑橘类纤维时，优选地，所述分散液的离子强度为至少0.01M，更优选为至少0.05M，最优选为至少0.10M。优选地，所述离子强度为至多3.00M，更优选为至多2.00M，最优选为至多1.00M。优选地，所述离子强度在0.05M与1.00M之间，更优选在0.10M与0.80M之间，最优选在0.15M与0.60M之间。
当本发明分散液使用柑橘类纤维时，优选地，所述分散液的pH值在3.0与10.0之间，更优选在4.0与9.5之间，最优选在4.5与9.0之间。
本发明人观察到，具有降低的刚度(即低于3000)的本发明分散液可便捷地用于众多产品(例如食品和饲料产品以及个人护理和药物产品)中。本发明人还观察到，在加工含有柑橘类纤维的已知水性分散液期间，例如在制造任何上述产品期间，柑橘类纤维的浓度通常会由于分散液加工温度、化学条件和作用于所述分散液上的机械力的变化而波动。然而，本发明人惊奇地观察到，本发明分散液可以具有克服和减少所述波动对分散液流变特性的有害影响的能力。因此，产品的设计者可以容易且更准确地预测和调整所用柑橘类纤维的必要性质和量以及加工条件，以便实现所需的产品特征并且适应由所述波动造成的任何不需要的效应。
本发明另外涉及含有本发明分散液和营养素的食品或饲料产品。不受任何理论束缚，发明人相信摄取所述食品或饲料产品的人摄入营养素的动力学和动理学受到本发明分散液的有利性质的正面影响。特别地，本发明分散液可使得能够优化与食品功能(营养、感觉和物理化学)相关的运输、扩散和溶解现象。此外，所述产品可以容易地设计成具有特定的流动特性、质地和外观。因此，本发明分散液优化所述食品功能的能力可能对食品结构的设计非常有益，这与经典需要(例如质地和口感)一起可以增强对健康和保健的影响，包括调节消化以触发不同的生理反应。
本发明分散液非常适合用于生产多种食品组合物。包含本发明所涉及者或通过使用本发明所涉及者制造的食品组合物的实例包括：奢侈饮料，例如咖啡、红茶、粉末绿茶、可可、赤小豆汤、果汁、大豆汁等；含乳成分的饮料，例如原料乳、加工乳、乳酸饮料等；各种饮料，包括富含营养的饮料，例如钙强化饮料等和含膳食纤维的饮料等；乳制品，例如黄油、奶酪、酸奶、奶精、搅打奶油、卡士达奶油(custard cream)、卡士达布丁等；冰冻产品，例如冰淇淋、霜淇淋、乳冰、冰乳、冰冻果子露、冷冻酸奶等；加工过的脂肪食品，例如蛋黄酱、人造奶油、涂抹酱、起酥油等；汤；炖菜；调味料，例如酱汁、TARE、(调味酱汁)、调料等；各种糊状调味品，以捏制芥末酱为代表；各种馅料，以果酱和面粉糊为代表；各种或凝胶或糊状食品，包括红豆酱、胶冻和用于吞咽障碍人群的食品；含有谷物作为主要组分的食品，例如面包、面条、意大利面、披萨饼、玉米片等；日式、美式和欧式蛋糕，例如糖果、曲奇饼、饼干、薄煎饼、巧克力、年糕等；捏制海产品，以煮鱼饼、鱼饼等为代表；畜产品，以火腿、香肠、汉堡牛排等为代表；每日菜，例如奶油炸菜肉丸、中餐酱、脆皮烙菜、饺子等；味道细腻的食物，例如咸鱼肠、在清酒李中腌制的蔬菜等；流质膳食，例如管饲流质食物等；补充剂；和宠物食物。这些食品都涵盖在本发明内，不论它们在制备时的形式和加工操作有何不同，如在甑煮食品、冷冻食品、微波食品等中所见。
本发明另外提供用于制备本发明分散液的方法(“本发明方法”)，所述方法包括下列步骤：
a)提供具有至多3.8wt％的c*的植物源纤维；
b)提供具有至少0.01的离子强度的水性介质；和
c)将所述纤维分散在所述水性介质中。
优选地，植物源纤维是优选具有上述特征的柑橘类纤维，更优选地，所述植物源纤维是本发明柑橘类纤维。本发明分散液中纤维(例如柑橘类纤维)的优选量(ω)如上文所给出并且在此将不再重复。
水性介质的离子强度可以通过向其中添加盐来调节，最优选的盐是氯化钠和氯化钙和氢氧化钠。如果打算通过使用本发明分散液来制造食品，那么所述盐应为食品级盐。可以常规地调节水性介质中盐的浓度以达到所需的离子强度。优选地，所述离子强度为至少0.01M，更优选为至少0.05M，最优选为至少0.10M。优选地，所述离子强度为至多3.00M，更优选为至多2.00M，最优选为至多1.00M。优选地，所述离子强度在0.05M与1.00M之间，更优选在0.10M与0.80M之间，最优选在0.15M与0.60M之间。优选地，本发明分散液的pH值在3.0与10.0之间，更优选在4.0与9.5之间，最优选在4.5与9.0之间。
本发明分散液是通过将纤维分散于水性介质中获得的。为此目的，任何混合装置都可以使用，包括高剪切混合器以及低剪切混合器，例如，使用具有4叶螺旋桨的IKA(RWD20)的混合器(设定为900rpm)。
本发明方法可进一步包括乳化步骤，其中使用水性分散液来制备乳液，优选为水包油乳液。本领域技术人员熟知如何来制备乳液(例如水包油型或油包水型乳液)，例如通过将本发明分散液与不混溶性液体(例如油)以所需的量混合，并且通过使用(例如)剪切将一种分散至另一种中来制备。水包油乳液优选为可食用乳液。可食用水包油乳液优选包含5wt％至80wt％的油。油通常是食用油。如本领域技术人员所理解的，此类食用油通常包含甘油三酯，其通常是此类甘油三酯的混合物。食用油的典型实例包括植物油(包括棕榈油、菜籽油、亚麻仁油、葵花油)和动物来源的油。
本发明方法也可用于制备调料或类似的调味品形式的乳液。优选地，可食用调料包含15wt％至72wt％的油。特别优选地，水包油乳液形式的组合物是蛋黄酱。
本发明方法也可用于制备包含蛋白质的乳化产品。因此，本发明方法优选包括乳化步骤，其中使用水性分散液来制备包含蛋白质的乳液(优选水包油乳液)，其中蛋白质的量优选为乳液重量的0.1wt％至10wt％，更优选为0.2wt％至7wt％，并且甚至更优选为0.25wt％至4wt％。蛋白质可以有利地包括乳蛋白，它是许多食品组合物中的合意组分。因此，蛋白质优选包含至少50wt％、更优选至少70wt％、甚至更优选至少90wt％的乳蛋白质，并且再更优选基本上由乳蛋白质组成。优选地，乳液呈水包油乳液的形式并且是即饮型茶基饮料。术语“即饮型茶饮料”是指包装的茶基饮料，即适于人类消费的基本上水性的可饮用组合物。优选地，饮料包含按饮料重量计至少85％、更优选至少90％的水。即饮型(RTD)奶茶饮料通常含有乳固体(例如乳蛋白和乳脂)，所述乳固体给予饮料某些感官性质，例如‘奶油口感’。这种RTD奶茶饮料优选包含饮料总重量的至少0.01wt％的茶固体。更优选地，饮料包含0.04wt％至3wt％、甚至更优选0.06％至2％、再更优选0.08wt％至1wt％并且再甚至更优选0.1wt％至0.5wt％的茶固体。茶固体可以是红茶固体、绿茶固体或其组合。术语“茶固体”是指从植物茶树(Camellia sinensis)的叶和/或茎中提取的干物质，所述茶树包括(例如)中国小叶种(Camellia sinensis var.sinensis)和/或阿萨姆茶(Camellia sinensisvar.assamica)变种。茶固体的实例包括多酚、咖啡因和氨基酸。优选地，茶固体选自红茶、绿茶及其组合，并且更优选地，茶固体是红茶固体。
本发明方法也可用于制备包含本发明分散液的可食用组合物，所述可食用组合物任选地包含油基成分。所述可食用组合物优选包含风味基料、相对于该组合物的重量为0wt％至5wt％的油、更优选0wt％至2wt％、甚至更优选0wt％至1wt％且甚至更优选0wt％至0.5wt％的油以及包含本发明分散液的水相。在本文中，“风味基料”意指可食用组合物中负责产品鉴别的基料。风味基料优选是基于水果或蔬菜的产品，或其混合物。可食用组合物优选是基于番茄的产品。因此，更优选地，风味基料是番茄糊、番茄泥、番茄汁、番茄浓缩物或其组合，并且甚至更优选地，所述风味基料是番茄糊。
本发明还涉及包括本发明分散液和表面活性剂体系的产品。优选地，相对于产品的重量，表面活性剂体系的量为0.1wt％至50wt％，更优选为5wt％至30wt％，并且甚至更优选为10wt％至25wt％。一般来说，表面活性剂可选自众所周知的教科书中所描述的表面活性剂，如“Surface Active Agents”第1卷，Schwartz及Perry，Interscience1949，第2卷，Schwartz、Perry及Berch，Interscience 1958，和/或Manufacturing ConfectionersCompany出版的“McCutcheon's Emulsifiers and Detergents”的当前版本或“Tenside-Taschenbuch”,H.Stache，第2版，Carl Hauser Verlag,1981；“Handbook of IndustrialSurfactants”(第4版)，Michael Ash及Irene Ash；Synapse Information Resources,2008。所选择的表面活性剂的类型可取决于产品打算用于的应用类型。表面活性剂体系可包括一种类型的表面活性剂或者两种或更多种表面活性剂的混合物。合成的表面活性剂优选形成表面活性剂体系的主要部分。因此，表面活性剂体系优选包含一种或多种选自以下各项中的一种或多种的表面活性剂：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂和两性离子表面活性剂。更优选地，该一种或多种洗涤剂表面活性剂是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合。合成的阴离子和非离子表面活性剂的混合物或完全阴离子混合的表面活性剂体系或者阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性或两性离子表面活性剂的混合物都可以根据配方设计师的选择来使用，用于清洁组合物的所需清洁任务和所需剂量。优选地，表面活性剂体系包括一种或多种阴离子表面活性剂。更优选地，表面活性剂体系包括一种或多种选自由月桂基醚硫酸盐和直链烷基苯磺酸盐组成的组的阴离子表面活性剂。
对于某些应用，包含表面活性剂体系的产品优选还包含1wt％至8wt％的无机盐，所述无机盐优选选自硫酸盐和碳酸盐，更优选选自MgSO4和Na2SO4，并且甚至更优选为MgSO4。优选地，包含表面活性剂体系的产品是清洁组合物，更优选是手洗洗碗组合物。产品可进一步包含悬浮颗粒和/或气泡。
本发明另外涉及包含本发明分散液的化妆品。化妆品在本文被理解为例如用于改善人体或动物体的外观或气味的产品。除了本发明分散液以外，化妆品还可包括任何其它化妆品成分，例如通常用于所述化妆品制剂中的任何成分。化妆品的实例包括护肤霜洗液、香水、口红、手指甲和脚趾甲指甲油、面部化妆品、染发剂和头发喷雾剂、增湿剂、凝胶、除臭剂、洗手液、婴儿用品、沐浴油、泡泡浴、黄油等等。本发明的化妆品可以呈任何形式或形状，例如液体或乳霜乳液。
本发明另外涉及包含本发明分散液和药物或药物释放剂的药物产品。药物在本文中被理解为旨在用于诊断、治愈、减轻、治疗或预防疾病的物质。该药物可以来自天然来源，例如动物、微生物或植物来源；化学来源，即源自化学合成；或其组合。
测量方法
●水性分散剂的制备：通过用1型RO水(18.2MΩ/cm电阻率)溶解1.00g NaCl和0.15g CaCl2.2H2O(补足至1L)来制备标准化自来水。在25℃下电导率为2.21(±0.07)mS/cm。
●水分含量(MC)和干物质(DS)：水分小于20％的纤维的水分含量是通过105℃下利用自动定时的红外线水分平衡来确定，通常通过将3至5克纤维放置于铝盘中以覆盖其整个底部来进行。纤维的水分含量以重量百分比(wt％)表示。对于水分含量较高或与食物成分共加工的纤维，红外线法可能是优化的烘箱方法，如“Develop a dryingmethod.Reference paper.Method collection.Mettler-Toledo AG December 2014”所推荐。DS是根据下列公式来计算：
DS(％)＝100％-MC(％)
●c*和刚度：是根据从以下文献改编而来的方法来确定：Debon,S、Wallecan,J及Mazoyer J(2012)；A rapid rheological method for the assessment of the highpressure homogenization of citrus pulp fibers；Applied Rheology 22(6)63919-63930。分散程序适合于300g最终分散液。
○将量“X”的纤维(针对水分含量MC(wt％)来调节)称重至400ml玻璃烧杯中(精确至0.01g)并进行再水合。添加水性分散剂以达到所需的浓度C(wt％)。纤维的量“X”是用下列公式来计算：
X＝3C/[(100-MC)/100]
例如，为达到2wt％的浓度，量“X”为X＝6/[(100-MC)/100]，其中MC是如上文所述来确定的水分含量。
○通过以下方式对纤维进行再水合：将纤维置于400ml玻璃烧杯中，用50g乙二醇将所述纤维润湿，用勺子对其进行混合(60秒)，并且添加量“W”的水性分散剂(W＝250-X)，该水性分散剂是一次性来倒入以确保无团块分散液。
○用低剪切混合器(4叶螺旋桨安装在RWD20数字IKA搅拌器上，设定为900rpm，10分钟)混合再水合的纤维。然后通过流变学方法测定再水合的纤维，该流变学方法利用具有受控剪切应力(CSS)的振荡测试，该振荡测试是在至少10个不同的纤维浓度下进行以覆盖介于10Pa与2000Pa之间的线性粘弹性范围(LVR)存储模量G’(本文中简称为G’)，参见图1。
○在图1中，各个纤维浓度(以wt％给出)下的G’值(以Pa给出)是用幂律函数(100)、G’＝a*C^b来拟合，其中a和b是常数，并且C是纤维的浓度；拟合的相关性应为r2>0.97，优选地r2>0.98–参见虚线(G'＝10.245×C3.7468，并且r2＝0.9962)。
○然后，用2个线性函数拟合幂律函数，一个(101)使用在范围10Pa<G’<100Pa内的G’值，并且一个(102)使用在范围700Pa<G’<2000Pa内的G’值。2个线性函数的截距(103)提供紧密堆积浓度c*(在图1中，c*＝2.77w/w％)和c*下的存储模量G’c＝c*。
○分散液的刚度被确定为高于c*的线性函数(102)的斜率，该斜率为(G’-G’c＝c*)/(c-c*)，其以Pa/(wt％)为单位。图1举例说明从1.25wt％至4.00wt％的分散液(浓度增量为0.25wt％)的实验G’中抽提c*和G’c＝c*(测量总数n＝12个不同浓度)。图1中确定的刚度为1306Pa/(wt％)
○优选地，在10Pa至2000Pa的所需范围内的G’的测量总数至少为10，均匀地分布在整个G’范围内。
●半乳糖醛酸确定：
○试样制备：根据下列文献的方法来纯化纤维并使其沉淀：McFeeters,R.F.,Armstrong,S.A.(1984)；Measurement of pectin methylation in plant cell walls；Analytical Biochemistry,139,212-217。使用混合器(Buchi mixer B-400,Flawil,Switzerland)将约10g纤维在64mL 95％(v/v)乙醇中均质化。过滤悬浮液(Machery-NagelMN 615 )并将残余物在32mL 95％(v/v)乙醇中再均质化。在另一过滤步骤后，将残余物在32ml丙酮中均质化。进行最终过滤，之后在40℃下干燥过夜。使用研钵和研杵研磨干燥纤维并将其存储在干燥器中直至进一步使用。
○总半乳糖醛酸含量(包括MEGA)的量化：在酸水解后通过分光光度法测量半乳糖醛酸含量。根据下列文献的程序利用浓硫酸进行水解：Ahmed,A.,Labavitch,J.M.(1977)；Asimplified method for accurate determination of cell wall uronide content；Journal of Food Biochemistry,1,361-365。
将8mL浓H2SO4(98％)添加至20mg纤维中，此后逐滴添加2mL蒸馏水。将溶液搅拌5min，并且逐滴添加另外2mL蒸馏水。搅拌试样直至其完全溶解(4小时)并将其稀释至50mL。然后，使用下列文献所描述的分光光度法对半乳糖醛酸浓度进行量化：Blumenkrantz,N.,Asboe-Hansen,G.(1973)；New method for quantitative determination of uronicacids；Analytical Biochemistry,54,484-489。
·在硼酸钠(1:6；于98％H2SO4中的0.0125M四硼酸钠)中加热0.6mL水解产物(在100℃下5min)。随后，使溶液冷却至室温，并将其与间羟基二苯基(60μL于0.5％NaOH中的0.15％间羟基二苯基)混合，此后在520nm和25℃下测量吸光度。一式两份进行水解步骤，同时对每种水解产物进行三次比色测定。
○半乳糖醛酸的甲基酯化度的量化：为了对甲基酯的量进行量化，根据Ng及Waldron(1997)(Ng,A.及Waldron,K.W.(1997).Effect of cooking and pre-cooking oncell-wall chemistry in relation to firmness of carrot tissues.Journal of theScience of Food and Agriculture,73,503-512)的程序用NaOH对酯键进行皂化。在20℃下用2M NaOH(3.2mL)将试样(于8mL蒸馏水中的20mg纤维)皂化1h。随后用2M HCl(3.2mL)中和皂化的样品，并用pH7.5的0.0975M磷酸盐缓冲液稀释至50mL。使用下列文献的分光光度法测量所释放甲醇的量：Klavons,J.A.,Bennett,R.D.(1986)；Determination ofmethanol using alcohol oxidase and its application to methyl-ester content ofpectins；Journal ofAgricultural and Food Chemistry,34,597-599。甲基酯化度(DE)被确定为甲基酯的摩尔量对总半乳糖醛酸的摩尔量的比率。
●可溶性纤维和不溶性纤维的量化：用4叶搅拌器将40g具有小于20wt％水分的干纤维(根据上文所呈现的试样制备方法来制备)的试样在搅动下分散于2000mL热的(95℃)去矿物质水中并保持10分钟，然后用水+冰冷却10分钟。通过以3000G离心10分钟来回收不溶性物质，并用旋转蒸发器进一步浓缩上清液，之后进行干燥。
将称皿(在105℃下预干燥1小时并存储在干燥器中)用于可溶性部分和不溶性部分。将可溶性和不溶性部分定量转移至单独的干燥过的称皿中，并在80℃下存储24小时，之后在105℃下干燥1小时，然后在室温下存储在干燥器中，之后用分析天平称重。
测定两个部分的蛋白质含量(来自Kjeldahl的氮含量)和灰分含量(马弗炉(muffle furnace)，在550℃)。可溶性纤维含量是扣除可溶性部分中的蛋白质含量和灰分含量的可溶性部分的干质量。不溶性纤维含量是扣除不溶性部分中的蛋白质含量和灰分含量的不溶性部分的干质量。
●离子强度(I)和pH值调节：支撑分散液是用反渗透(RO)低电导率水(milli-QUltrapure Millipore 18.2MΩ.cm)制备的离子强度为0.02M的标准化自来水(1.00g/LNaCl和0.155g/L CaCl2.2H20)。用1M NaOH调节pH值，并且通过掺加所需质量的盐NaCl或CaCl2.2H2O来调节离子强度。溶液的离子强度I(以摩尔浓度M计)是根据下列公式来确定：
I＝0.5([A]ZA 2+[B]ZB 2+[C]ZC 2+…)
其中[A]、[B]、[C]是离子A、B和C的摩尔浓度，并且ZA、ZB、ZC是它们各自的电荷。参见Skoog、West及Holler(1996).Fundamentals of Analytical Chemistry，第7版(Harcourt Brace&Company,Orlando)。实际上，对于[1:1]电解质(NaCl,NaOH)，I＝c(以M计)，对于[2:1]电解质(CaCl2)，I＝3c。
本发明将借助于下列实施例和比较实验来进一步描述，但不限于所述实施例和比较实验。
实施例1及2
根据WO2012/016190的实施例使用橙浆和柠檬废皮作为输入材料制造柑橘类纤维。
橙浆纤维和柠檬废皮纤维的特征示于下表1中。
表1
橙浆纤维和柠檬废皮纤维的标准化自来水中的c*和刚度示于下表2中。用低剪切混合器(4叶螺旋桨安装在RWD20数字IKA搅拌器上，设定为900rpm)将纤维分散于标准化的水中。
表2
特征 橙浆纤维 柠檬废皮纤维
c*(w％) 3.45 3.64
刚度(Pa/w％) 1651 2502
实施例3
研究了分散介质的pH值和离子强度对实施例2的柠檬废皮纤维的c*和刚度的效应。通过用低剪切混合器(4叶螺旋桨安装在RWD20数字IKA搅拌器上，设定为900rpm)将所述纤维分散于标准化的水中来制备具有柠檬废皮纤维的水性分散液。
图2显示随pH值(pH值设定为4.6、6.0和9.0)和离子强度(I设定为0.02-0.04-0.20)二者而变化的刚度对c*的结果。所获得的c*在2.72wt％与3.64wt％之间，同时所获得的刚度在1109Pa/(wt％)与2502Pa/(wt％)之间。发明人观察到，由于能够调节刚度，食品设计者可能能够控制分散液的质地性质，并调节所述分散液的功能性质，例如分散液稳定性、可泵性等等。还可能能够降低分散液的质地对内在因素变化(例如季节性、栽培品种、植物来源、加工可变性等等)的敏感性，从而确保减少最终产品质量变化的方法。
在本发明中，分散液的c*和刚度可以彼此独立地来调节。从成本和加工的角度来看，这可以在含有分散液的配方配制期间提供增强的灵活性。
图2：图1的数据是I＝0.20pH 9。
比较实验1和2
使用低剪切混合器(4叶螺旋桨安装在RWD20数字IKA搅拌器上，设定为900rpm)将具有5.02wt％的c*和表3中所示的其它特征的市售橙浆源纤维分散于标准化的水中，以获得刚度为1724的分散液。发明人观察到，为了达到所需的质地，需要使用增加量的纤维，这会导致不合意的效应，例如出现团块、沙粒或沙质口感以及适口性降低。
使相同的纤维经受高压均质化和干燥以得到c*为3.90wt％的纤维。随后遵循上述程序将纤维分散于标准化的水中以获得刚度为1305的分散液。对于此类均质化的纤维，也获得了同样的不合意效应。
表3
特征 商用纤维
半乳糖醛酸(干重％) 约30
甲基酯化度 约70
不溶性纤维(干重％) 37.7
可溶性纤维(干重％) 36.0
灰分(干重％) 2.9
蛋白质(干重％) 8.8
比较实验3和4
用低剪切混合器(4叶螺旋桨安装在RWD20数字IKA搅拌器上，设为900rpm)将源自柠檬废皮且具有4.22％的c*的另一市售纤维(来自Herbstreith&Fox,DE的Herbacel AQPlus Citrus)分散于标准化的水中。所获得的分散液具有2499的刚度。
使相同的纤维经受高压均质化和干燥，以得到c*为4.09wt％的纤维。随后遵循上述程序将纤维分散于标准化的水中以获得刚度为2296的分散液。
对于这些纤维，也获得了同样的不合意效应。

Claims (13)

1.一种含有植物源纤维的水性分散液，其中所述纤维的特征在于紧密堆积浓度(c*)为至多3.80wt％，其中所述水性分散液具有至少0.01M的离子强度。
2.如权利要求1所述的水性分散液，其具有至多3000的刚度。
3.如前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述植物源纤维是源自藻类、谷物、豆科植物、水果或蔬菜的纤维。
4.如前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述植物源纤维是源自番茄、甜菜、苹果和柑橘类水果的纤维。
5.如前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述植物源纤维是以至少c*wt％的量(ω)存在。
6.如前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述植物源纤维是以量(ω)存在，其中比率ω/c*为至少1.05。
7.如前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述分散液含有柑橘类纤维，其中所述柑橘类纤维的特征在于紧密堆积浓度(c*)为至多3.80wt％，其中相对于无水柑橘类纤维的总重量，所述柑橘类纤维含有至多20wt％量的半乳糖醛酸。
8.如权利要求7所述的水性分散液，其中所述半乳糖醛酸含有甲基酯化的半乳糖醛酸(MEGA)。
9.如权利要求7或8中任一项所述的水性分散液，其中相对于半乳糖醛酸的总重量，所述MEGA是以至少30wt％、更优选至少45wt％、最优选至少60wt％的量存在。
10.如权利要求7至9中任一项所述的水性分散液，其中所述半乳糖醛酸具有至少30的甲基酯化度(DE)。
11.如权利要求7至10中任一项所述的水性分散液，其中所述柑橘类纤维含有可溶性纤维(SF)和不溶性纤维(IF)，其中重量比IF:SF在99.0:1.0与70.0:30.0之间。
12.一种食品或饲料产品，所述食品或饲料产品含有营养素和如前述权利要求中任一项所述的水性分散液。
13.一种制备如权利要求1至11中任一项所述的水性分散液的方法，所述方法包括下列步骤：
a)提供具有至多3.8wt％的c*的植物源纤维；
b)提供具有至少0.01的离子强度的水性介质；和
c)将所述纤维分散在所述水性介质中。
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