CN111315241B - 乳酸盐粉末及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及颗粒状产品，其包含至少10重量％的包覆的乳酸盐颗粒，所述包覆的乳酸盐颗粒具有以下特征：‑包含一种或多种载体颗粒，所述载体颗粒含有至少80重量％的乳酸钙组分，所述乳酸钙组分选自乳酸钙水合物、无水乳酸钙及其组合；‑包含覆盖所述一种或多种载体颗粒的涂层，所述涂层含有至少60重量％的乳酸钠；‑含有摩尔比为2.1∶1至5∶1的钠和钙；并且‑粒度范围是120至1,200μm。即使所述涂层中的乳酸钠与周围空气直接接触，所述颗粒状产品中的包覆的乳酸盐颗粒也非常稳定。所述颗粒状产品可适合用于制备食品或饮料。

Description

乳酸盐粉末及其制备方法
技术领域
本发明涉及稳定的乳酸盐粉末，更具体地涉及由包覆的乳酸盐颗粒构成的乳酸盐粉末，所述包覆的乳酸盐颗粒包含一种或多种含有乳酸钙的载体颗粒以及含有乳酸钠的涂层。本发明的乳酸盐粉末易于处理(自由流动)并表现出高稳定性。
本发明还涉及上述乳酸盐粉末和其他颗粒状成分的掺合物。另外，本发明涉及所述乳酸盐粉末和含有所述乳酸盐粉末的掺合物在制备食品或饮料中的用途。最后，本发明提供制备所述乳酸盐粉末的方法。
背景技术
可商购的乳酸钠通常是通过糖源的发酵，随后中和所得的乳酸以产生具有式NaC3H5O3的盐来制备的。乳酸钠可用作食品防腐剂、风味增强剂、酸度调节剂、润湿剂或皮肤保湿剂。
乳酸钠可应用于肉制品，以防止微生物生长、延缓异味的产生、改善肉制品的烹饪收率并稳定肉色。
对于许多商业应用，优选的是以干燥颗粒状形式提供乳酸钠。然而，由于其高吸湿性，纯乳酸钠粉末对于许多应用而言不够稳定。此外，生产纯乳酸钠粉末是费力的。
US 2009/0214740描述了制备粉末形式的稳定的碱金属乳酸盐的方法，其包括在130℃至170℃的起始温度下处理60-100％(m/m)的碱金属乳酸盐的水性浓缩物，冷却碱金属乳酸盐以形成碱金属乳酸盐的粉末，其中
·处理和冷却在混合器/挤出机中进行；并且
·在处理前或处理后将碱金属乳酸盐与载体合并。
US 2011/0052772描述了食品处理组合物，特别是用于处理肉、肉制品、鱼和海鲜制品。所述处理组合物包含(i)乳酸钠和/或乳酸钾以及(ii)至少一种磷酸钠和/或磷酸钾盐的组合，并且所述组合物为粉末、颗粒、浆液或糊剂的形式。还描述了制备所述食品处理组合物的方法，其包括以下步骤：
a)制备包含40至80重量％乳酸盐的乳酸钠和/或乳酸钾的水溶液；
b)将0.5至1.5重量份的步骤a)的乳酸盐水溶液与2.0重量份的至少一种磷酸钠和/或磷酸钾盐合并。
US 2015/0150835描述了具有至少20重量％的乳酸盐含量和小于3.5重量％的含水量的乳酸盐粉末，所述粉末包含总量超过相对于乳酸根的化学计量的50％的阳离子钙和阳离子钠，其中钙和钠以0.1-5的摩尔比范围存在。还描述了制备这样的乳酸盐粉末的方法，其包括以下步骤：
·获得包含乳酸根和金属阳离子(包括钙离子和钠离子)的化学计量混合物的水性液体，其中所述钙离子和钠离子以0.1-5的摩尔比范围存在；以及
·将液体干燥至小于3.5重量％的含水量。
EP 1 616 851涉及制备粉末形式的稳定乳酸金属盐的方法，其中：
a)在冷却下在混合器/挤出机中处理含有乳酸金属盐的浓缩物以形成乳酸金属盐的粉末，以及
b)随后将所述乳酸金属盐的粉末通过包封剂部分包封以形成部分包封的乳酸金属盐粉末。
所述包封剂以总的部分包封的乳酸金属盐粉末的1-15重量％的量施用。适合的包封剂可选自氢化油、脂肪、蜡、碳水化合物诸如抗氧化剂和糖、蛋白质、聚合物或其混合物。
US 4,537,784描述了制备颗粒状食品酸化剂的方法，所述颗粒状食品酸化剂包含乳酸钙载体、乳酸和脂质涂层，所述方法包括以下步骤：
·当所述载体处于流化床形式时，通过将乳酸喷涂到所述乳酸钙载体上来将所述乳酸镀在颗粒状乳酸钙载体上；并且然后
·通过用熔化的可食用脂质喷涂所述载体和酸来包封所述载体和酸。
发明内容
发明人开发了一种方法，该方法能够制备自由流动的由主要由乳酸钠组成的乳酸盐颗粒构成的粉末，并且表现出优异的稳定性。更具体地，发明人开发了能够制备包覆的乳酸盐颗粒的方法，所述包覆的乳酸盐颗粒具有以下特征：
·包含一种或多种载体颗粒，所述载体颗粒含有至少80重量％的乳酸钙组分，所述乳酸钙组分选自乳酸钙水合物、无水乳酸钙及其组合；
·包含覆盖所述一种或多种载体颗粒的涂层，所述涂层含有至少60重量％的乳酸钠；
·含有摩尔比为2.1∶1至5∶1的钠和钙；并且
·粒度范围是120至1,200μm。
因此，本发明的第一方面涉及颗粒状产品，其包含至少10重量％的这些包覆的乳酸盐颗粒。本发明的颗粒状产品可以由包覆的乳酸盐颗粒组成的粉末的形式提供。或者，所述颗粒状产品可以这些包覆的乳酸盐颗粒和一种或多种其他颗粒状成分的掺合物的形式提供。
发明人惊奇地发现，即使所述涂层中的乳酸钠与周围空气直接接触，本发明的包覆的乳酸盐颗粒也非常稳定。
本发明的另一方面涉及制备食品或饮料的方法，所述方法包括以所述食品或所述饮料的0.1至10重量％的浓度掺入前述颗粒状产品。
本发明的又一方面涉及制备本发明的颗粒状产品的方法，所述方法包括：
·提供载体颗粒的流化床，所述载体颗粒含有至少80重量％的乳酸钙组分，所述乳酸钙组分选自乳酸钙水合物、无水乳酸钙及其组合；
·通过用含有至少30重量％乳酸钠的水性液体喷雾所述流化床来喷涂所述载体颗粒；以及
·干燥所述喷涂的载体颗粒。
前述方法提供以下优点，其得到具有上述有利性质的颗粒状乳酸盐粉末。另外，所述方法是简单的，因为可以使用流化床颗粒机在单个方法步骤中制备乳酸盐粉末。与之相反，在US 2009/021470和EP-A 1 616 851中描述的挤出方法需要使用各种设备(诸如蒸发器、粉碎机、挤出机和混合器)的多个处理步骤。
具体实施方式
如上文已提及，本发明的第一方面涉及颗粒状产品，其包含至少10重量％的包覆的乳酸盐颗粒，所述包覆的乳酸盐颗粒具有以下特征：
·包含一种或多种载体颗粒，所述载体颗粒含有至少80重量％的乳酸钙组分，所述乳酸钙组分选自乳酸钙水合物、无水乳酸钙及其组合；
·包含覆盖所述一种或多种载体颗粒的涂层，所述涂层含有至少60重量％的乳酸钠；
·含有摩尔比为2.1∶1至5∶1的钠和钙；并且
·粒度范围是120至1,200μm。
如本文中所使用的术语‘颗粒状产品’是指由颗粒(particle)(诸如粉末或颗粒(granulate))构成的产品。
除非另有说明，否则如本文中所使用的‘乳酸钙’涵盖乳酸钙的水合物和无水乳酸钙(CaC6H10O6)。
如本文中所使用的术语‘乳酸钠’是指无水乳酸钠(NaC3H5O3)。
每当本文中提及“包覆的乳酸盐颗粒”时，除非另有说明，否则其是指具有上文所说明的特征的包覆的乳酸盐颗粒或如本文中说明的这些包覆的乳酸盐颗粒的优选实施方案。
每当本文中提及颗粒的粒度时，除非另有说明，否则该粒度是使用激光衍射(Malvern Mastersizer 2000)测量的粒度。
本发明的包覆的乳酸盐颗粒优选具有小于3.5重量％，更优选小于3.0重量％，并且最优选小于2.5重量％的含水量。每当本文中提及材料的含水量时，其为通常通过卡尔·费歇尔滴定法测量的含水量，包括水合物中所含的结晶水，诸如乳酸钙五水合物(C6H10CaO6·5H2O)。
本发明的颗粒状产品的含水量通常小于8重量％，优选小于6重量％，并且更优选小于4重量％，并且最优选小于2.5重量％。在此，所述颗粒状产品的含水量包括包覆的乳酸盐颗粒中所含的水。
在优选的实施方案中，所述颗粒状产品含有至少20重量％，更优选至少50重量％，甚至更优选至少80重量％，并且最优选至少90重量％的所述包覆的乳酸盐颗粒。
除所述包覆的乳酸盐颗粒外，所述颗粒状产品可适当地包含一种或多种其他颗粒状成分。
根据优选的实施方案，所述颗粒状产品另外含有10重量％的乙酸盐颗粒，所述乙酸盐颗粒含有至少80重量％的碱金属乙酸盐。
根据另一优选的实施方案，所述颗粒状产品另外含有10重量％的丙酸盐颗粒，所述丙酸盐颗粒含有至少80重量％的碱金属丙酸盐。
包覆的乳酸盐颗粒、乙酸盐颗粒和丙酸盐颗粒的组合优选占所述颗粒状产品的至少50重量％，更优选至少80重量％，并且最优选至少90重量％。
本发明的包覆的乳酸盐颗粒的粒度范围是120至1,200μm，优选范围是150至1100μm，更优选范围是200至1000μm。
根据另一优选的实施方案，所述包覆的乳酸盐颗粒的平均直径D[4,3]范围是200至800μm，更优选范围是250至750μm，并且最优选范围是300至700μm。此处的‘平均直径D[4，3]’是指de Brouckere平均直径或平均容积径，并且可以定义为加权平均体积，假定相同体积的球形颗粒作为实际颗粒。该平均直径通过以下公式计算：
Figure BDA0002438023930000051
其中：
Di＝尺寸等级i的平均粒度；
ni＝尺寸等级i的颗粒数目
本发明的颗粒状产品优选堆密度的范围是0.40-0.95g/ml，更优选范围是0.45-0.90g/ml，并且最优选范围是0.50-0.85g/ml。如本文中所使用的术语“堆密度”是指一定量的颗粒状产品的质量除以所述量所占的总体积。所述总体积包括颗粒体积、颗粒间空隙体积和内部孔体积。本文中提到的堆密度是“拍实”密度，即产品被机械拍实直到体积没有进一步变化(最小180下拍打的标称计数)之后的堆密度。
在包覆的乳酸盐颗粒内的一种或多种载体颗粒优选含有至少50重量％，更优选至少80重量％，并且最优选至少90重量％的乳酸钙水合物。
根据特别优选的实施方案，所述载体颗粒含有大量的乳酸钙。因此，在优选的实施方案中，所述载体颗粒含有至少50重量％的乳酸钙。甚至更优选地，所述载体颗粒含有至少80重量％，最优选至少90重量％的乳酸钙。
所述包覆的乳酸盐颗粒的涂层优选含有至少70重量％，更优选至少80重量％，并且最优选至少90重量％的乳酸钠。
除了含有至少60重量％的乳酸钠的涂层之外，本发明的包覆的乳酸盐颗粒还可包含一个或多个额外的涂层。然而，本发明的益处在包覆的乳酸盐颗粒不含有额外的涂层的情况下是特别令人赞赏的。
在另一优选的实施方案中，在所述包覆的乳酸盐颗粒中，钠和钙以2.1∶1至4.2∶1的摩尔比存在。
所述包覆的乳酸盐颗粒中钠的总量优选范围是10-20重量％，更优选范围是11-18重量％。
所述包覆的乳酸盐颗粒中钙的总量优选范围是2-10重量％的范围内，更优选范围是2.5-8重量％。
所述包覆的乳酸盐颗粒中乳酸根的总量优选范围是75-83重量％，更优选范围是77-82重量％。此处的“乳酸根的总量”是指乳酸残基的总量，包括乳酸钙水合物中所含的水。
根据优选的实施方案，乳酸钙组分和乳酸钠的组合占所述包覆的乳酸盐颗粒的至少80重量％，优选至少90重量％。
乳酸钙和乳酸钠的组合优选占所述包覆的乳酸盐颗粒的至少70重量％，更优选至少80重量％，优选至少90重量％。
本发明的包覆的乳酸盐颗粒中所包含的所述一种或多种载体颗粒的粒度范围是40至600μm，更优选范围是45至550μm，最优选范围是50至500μm。
根据本发明的特别优选的实施方案，至少50重量％，更优选至少60重量％，并且最优选至少70重量％的所述包覆的乳酸盐颗粒由包含至少2种载体颗粒的团聚颗粒组成。
本发明的另一方面涉及制备食品或饮料的方法，所述方法包括以所述食品或所述饮料的0.1至10重量％，优选0.15至8重量％的浓度掺入如本文中定义的颗粒状产品。
本发明的方法优选包括以下步骤：使所述颗粒状产品分布在整个食品中或使所述颗粒状产品分散在整个饮料中。
优选地，本发明的方法包括将所述颗粒状产品掺入食品中。
根据特别优选的实施方案，所述食品是肉制品，更优选是加工的肉制品。加工的肉制品的实例包括：
·新鲜加工的肉制品(例如汉堡包、炸香肠、烤肉串、炸鸡块)
·腌制的肉块(例如生腌牛肉、生火腿、熟牛肉、熟火腿、复原制品(reconstitutedproduct)和培根)
·未完全煮熟(raw-cooked)的制品(例如法兰克福香肠、摩泰台拉香肚、里昂那香肠和肉糜卷)
·预烹制的制品(例如肝肠、血肠和咸牛肉)
·生(干)发酵香肠(例如意大利香肠)
·干肉
最优选地，本发明的方法用于制备选自腌制的肉块和生(干)发酵香肠的加工的肉制品。
本发明的又一方面涉及制备本发明的颗粒状产品的方法，所述方法包括：
·提供载体颗粒的流化床，所述载体颗粒含有至少80重量％的乳酸钙组分，所述乳酸钙组分选自乳酸钙水合物、无水乳酸钙及其组合；
·通过用含有至少30重量％乳酸钠的水性液体喷雾所述流化床来喷涂所述载体颗粒；以及
·干燥所述喷涂的载体颗粒。
在所述制备方法的优选的实施方案中，所述载体颗粒含有至少80重量％，更优选至少90重量％的乳酸钙。
在本发明的特别优选的实施方案中，至少80重量％，更优选至少90重量％的载体颗粒的直径范围是40-600μm，更优选范围是45-550μm，更优选范围是50至500μm。
在水性方法中所使用的水性液体优选包含至少40重量％，优选至少50重量％的乳酸钠。
所述喷涂的颗粒的干燥优选通过使干燥气体流穿过颗粒的流化床而与喷涂同时实现。所使用的干燥气体优选选自空气、氧气、氮气及其组合。
优选使用范围是50-160℃，更优选范围是60-150℃，并且最优选范围是70-140℃的干燥气体温度进行同时喷涂和干燥。
同时喷涂和干燥优选在大气压或升高的压力下进行，更优选在1.5-4巴的压力下，最优选在2-3巴的压力下进行。
通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。
实施例
实施例1
如下文所描述，在
Figure BDA0002438023930000083
流化床干燥器中制备本发明的包覆的乳酸盐颗粒。
流化床干燥器的篮中装有160kg的平均直径D[4，3]为240μm的乳酸钙五水合物(
Figure BDA0002438023930000084
PP，ex Corbion，荷兰)。在产品流态化期间中将该起始原料加热至60℃。空气流速设定为2800m3/h。
将包含约60％乳酸钠的可商购溶液(
Figure BDA0002438023930000081
S，ex Corbion，荷兰)用作喷雾液体。当流化床达到60℃的温度时开始喷雾。进气温度设定为120℃，同时喷雾压力为3巴。最初的喷雾速率设定为约300g/min，然后在4个小时的喷雾期间增加到2,500g/min，之后停止喷雾。将产品冷却至30℃，持续约25分钟，并在铝袋中收集。
如此获得的粉末的性质在表1中总结。
表1
乳酸钙 39重量％
乳酸钠 58重量％
钠 12.2重量％
钙 7.3重量％
乳酸根 79.5重量％
水分 2.7重量％
拍实密度 0.78g/ml
D[4，3] 570μm
拍摄粉末的SEM-EDX照片。这些照片表明，所述粉末由乳酸钙的多孔团聚颗粒组成，被乳酸钠包封并保持在一起。
实施例2
进行实验以将实施例1的包覆的乳酸盐粉末的稳定性与相同组成的无水乳酸钙和乳酸钠的干燥混合物的稳定性进行比较。如下制备干燥混合物：
·在80-100℃下将
Figure BDA0002438023930000082
PP在流化床干燥器中干燥±40分钟，随后冷却至约30℃。所得粉末具有2.9％w/w的水分含量(130℃下的IR平衡)，表明该材料是基本上无水的。将如此获得的无水乳酸钙储存在气密密封的包装中以避免水分吸收。
·将40g无水乳酸钙与60g Purasal粉末S100(ex Corbion Purac)在安全罐(securitainer jar)中掺合。接下来，将混合物在Turbula掺合器中翻动20分钟。将最终掺合物在气密密封的包装中收集。
使用动态蒸汽吸附(DVS)Q5000SA(ex TA instruments)来分析两种粉末的吸湿性。样品在以下条件下于20℃下经历在0％RH至90％RH之间的完整循环：如果持续5.00分钟或在500分钟后，重量变化(％)小于0.0100，则进行下一步。
表2显示了两种粉末在20℃下的水分吸收特性。
表2
Figure BDA0002438023930000091
这些结果表明，与物理混合物相比，包覆的乳酸盐粉末具有较低的吸湿性，特别是在50％RH-90％RH之间。
为了评估所观察到的吸湿性差异的实际影响，在升高的温度和湿度下进行闭杯法试验。
将2克的干燥混合物和2克的包覆的乳酸盐粉末转移到不同的塑料杯容器(聚丙烯)中。将塑料杯密封并在设定为40℃/75％RH的人工气候箱中储存48小时。在该储存期之后，干燥混合物样品遭受潮解和成团，而包覆的乳酸盐粉末具有干燥的外观并且仍然自由流动。

Claims (20)

1.颗粒状产品，其包含至少10重量％的包覆的乳酸盐颗粒，所述包覆的乳酸盐颗粒具有以下特征：
·包含一种或多种载体颗粒，所述载体颗粒含有至少80重量％的乳酸钙组分，所述乳酸钙组分选自乳酸钙水合物、无水乳酸钙及其组合；
·包含覆盖所述一种或多种载体颗粒的涂层，所述涂层含有至少60重量％的乳酸钠；
·含有摩尔比为2.1∶1至5∶1的钠和钙；并且
·粒度范围是120至1,200μm。
2.如权利要求1所述的颗粒状产品，其中所述一种或多种载体颗粒含有至少80重量％的乳酸钙。
3.如权利要求2所述的颗粒状产品，其中所述一种或多种载体颗粒含有至少90重量％的乳酸钙。
4.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中所述涂层含有至少70重量％的乳酸钠。
5.如权利要求4所述的颗粒状产品，其中所述涂层含有至少80重量％的乳酸钠。
6.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中在所述包覆的乳酸盐颗粒中，钠和钙以不大于4.2∶1的摩尔比存在。
7.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中乳酸钙组分和乳酸钠的组合占所述包覆的乳酸盐颗粒的至少80重量％。
8.如权利要求7所述的颗粒状产品，其中所述乳酸钙组分和乳酸钠的组合占所述包覆的乳酸盐颗粒的至少90重量％。
9.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中所述包覆的乳酸盐颗粒具有小于3.5重量％的含水量。
10.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中所述产品含有至少30重量％的所述包覆的乳酸盐颗粒。
11.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中所述产品另外含有10重量％的乙酸盐颗粒，所述乙酸盐颗粒含有至少80重量％的碱金属乙酸盐。
12.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中所述产品另外含有10重量％的丙酸盐颗粒，所述丙酸盐颗粒含有至少80重量％的碱金属丙酸盐。
13.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中所述产品含有至少80重量％的所述包覆的乳酸盐颗粒。
14.如权利要求13所述的颗粒状产品，其中所述产品含有至少90重量％的所述包覆的乳酸盐颗粒。
15.如权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中所述产品的堆密度的范围是0.40-0.95g/ml。
16.权利要求1-3中任一项所述的颗粒状产品，其中所述包覆的乳酸盐颗粒中所包含的所述一种或多种载体颗粒的粒度范围是40至600μm。
17.制备食品或饮料的方法，所述方法包括以所述食品或所述饮料的0.1至10重量％的浓度掺入如权利要求1-16中任一项所述的颗粒状产品。
18.制备如权利要求1-16中任一项所述的颗粒状产品的方法，所述方法包括：
·提供载体颗粒的流化床，所述载体颗粒含有至少80重量％的乳酸钙组分，所述乳酸钙组分选自乳酸钙水合物、无水乳酸钙及其组合；
·通过用含有至少30重量％乳酸钠的水性液体喷雾所述流化床来喷涂所述载体颗粒；以及
·干燥所述喷涂的载体颗粒。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述水性液体包含至少40重量％的乳酸钠。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述水性液体包含至少50重量％的乳酸钠。
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