CN112153902A - 微囊化产品、其透明溶液和制备方法 - Google Patents

微囊化产品、其透明溶液和制备方法 Download PDF

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Abstract

本文提供了用于制备用于掺入到透明饮料中的制剂的方法。可以将多种溶质微囊化以提供一种制剂，该制剂在添加到水中时产生透明溶液。微囊化可以通过例如喷雾干燥来实现。本文还提供了微囊化产品和微囊化产品在水中的溶液。

Description

微囊化产品、其透明溶液和制备方法
背景
在食品科学中有充分的文献记载，蛋白质例如乳清蛋白，乳蛋白，酪蛋白，大豆蛋白等以及构成这些蛋白质的氨基酸范围在水和基于水的溶剂(例如水醇溶剂)中以不同程度的完整性分散和溶解。
还充分记载了这些蛋白质和氨基酸在易于分散和/或溶解方面经历结块和其它限制。因此，将称作“速溶化”的工艺应用于这些材料，以提高其分散性和增溶性。蛋白质或氨基酸与少量卵磷脂一起供应，并喷雾干燥。得到的粉末显示出改善的润湿性(较少结块)，分散性和增溶率。
氨基酸和包含氨基酸的蛋白质的亲水性尾部有利于它们在水中的分散和溶解。
添加到蛋白质和氨基酸基质中的香料油大部分是疏水性的，并且抵抗在水中的分散和溶解。
将来自这两类亲水性和疏水性的材料组合成单一粉末最常见地导致分散困难和/或混浊溶液。
当与水或水性溶液(例如水醇)混合时，单一氨基酸，氨基酸掺合物和氨基酸和其它成分的掺合物以及其它可摄入和可注射的材料通常形成混浊溶液。溶液的透明度为消费者(使用者)提供了一种简单有效的方式来辨别某种物质何时完全溶解。通常已知完全溶解的材料处于其最易吸收和可利用的状态。另外，溶液的透明度为消费者(使用者)提供了一种有效的方式以辨别产品中是否存在不溶性污染物。在一系列实验中发现，选择原料和加工条件可以改善通常为混浊的和/或包含不完全溶解的溶质的溶液的透明度。
概述
在本发明的一个方面，提供了用于生产透明溶液的方法，该方法包括：
使溶质在包囊剂(encapsulant)中微囊化；
其中所述包囊剂包含第一包囊剂材料，或第二包囊剂材料或其组合。
在本发明的另一个方面，提供了微囊化产品，其包含：在包囊剂中微囊化的溶质，所述包囊剂包含第一包囊剂材料，第二包囊剂材料或其组合。
在本发明的另一个方面，提供了微囊化产品在水中的溶液。
附图简述
图1显示了与未微囊化产品的溶液的混浊度相比本发明的微囊化产品的溶液的透明度。
详细描述
微囊化技术在食品制备领域中是已知的。本文提供了一种选择材料和不同加工技术以生成透明溶液的罕见结果的方式。通过一系列实验，我们能够确定如何使亲水性和疏水性材料在单一的易于分散和可溶性的粉末中的分散和增溶的竞争性特性兼容。
本发明的一个方面提供了一种用于通过成分筛选和选择以及在喷雾干燥和/或掺合和/或流化床中指定加工条件下进行加工而生成透明溶液的方法。
当在水或水醇溶剂中混合时，通过喷雾干燥的微囊化典型地产生微囊化物，其具有的溶解度不足以形成视觉上透明的溶液。通过选择材料和加工条件，可以生成透明溶液。
在一个方面，本发明提供了用于生产透明溶液的方法，该方法包括：
使溶质在包囊剂中微囊化；
其中所述包囊剂包含第一包囊剂材料，第二包囊剂材料或其组合。
在一些实施方案中，所述微囊化步骤通过喷雾干燥进行。
在一个实施方案中，第一包囊剂材料为水胶体胶。在一些实施方案中，水胶体胶为粉末。在一些实施方案中，水胶体胶用作壁材料(包封剂)。在一些实施方案中，水胶体胶为阿拉伯树胶(gum Arabic)，瓜尔胶，金合欢树胶(gum Acacia)或黄原胶。在一些实施方案中，水胶体胶为阿拉伯树胶。在一些实施方案中，水胶体胶为金合欢树胶。在一些实施方案中，包囊剂包含水胶体胶，其用量为包囊剂重量的约0wt％至约50wt％(例如约1wt％至约50wt％，约2wt％至约25wt％，约1wt％至约10wt％或约5wt％至约15wt％)。
在一个实施方案中，第二包囊剂材料为糊精。在一些实施方案中，糊精具有约504.5g/mol至约2774.7g/mol的分子量。在一些实施方案中，糊精为粉末。在一些实施方案中，糊精为麦芽糖糊精。在一些实施方案中，包囊剂包含糊精(例如麦芽糖糊精)。在一些实施方案中，包囊剂包含糊精(例如麦芽糖糊精)，其用量为包囊剂重量的约5％至约100％(例如约5wt％至约95wt％，约5wt％至约50wt％，约5wt％至约25wt％，约5wt％至约15wt％或约10wt％至约20wt％)。在一个实施方案中，第二包囊剂材料为多糖。在一个实施方案中，第二包囊剂材料为糖蛋白。
在一些实施方案中，包囊剂包含第一包囊剂材料，但不包含第二包囊剂材料。在其它实施方案中，包囊剂包含第二包囊剂材料，但不包含第一包囊剂材料。在一些实施方案中，包囊剂包含第一包囊剂材料和第二包囊剂材料。在一些实施方案中，包囊剂为包囊剂的掺合物。包囊剂掺合物可以包含第一包囊剂材料与一种或多种另外的成分，第二包囊剂材料与一种或多种另外的成分，第一包囊剂材料和第二包囊剂材料但不包含另外的成分，或第一包囊剂材料和第二包囊剂材料与一种或多种另外的成分。
在一些实施方案中，包囊剂掺合物包含第一包囊剂和第二包囊剂，其重量比为约0:100至约95:5，例如在一些实施方案中，约5:95至约95:5，约25:75至约75:25，约40:60至约60:40，约0:100至约20:80，约50:50或约0:100。
在一些实施方案中，包囊剂掺合物还包含一种或多种香料。在一些实施方案中，包囊剂掺合物还包含一种或多种香料油。在一些实施方案中，所述香料选自麦芽酚，苄醇，异戊酸丁酯，芳樟醇，异戊酸乙酯，丁酸乙酯，γ癸内酯，茴香基丙酮(anisyl acetone)，β紫罗兰酮或其任意组合。在一些实施方案中，包囊剂掺合物包含占包囊剂掺合物重量约5wt％至约95wt％的香料(例如香料油)(例如约50wt％至约90wt％，约70wt％至约90wt％或约50wt％至约70wt％)。
在一些实施方案中，所述包囊剂和与溶质混合的包囊剂(即“有效负载掺合物”)可以显示出在水中至少约95％的溶解度，如通过Cano-Chauca方法所测定的。Cano-Chauca,M等人，Effect of carriers on the microstructure of mango powder obtained byspray drying and its functional characterization.Innovative Food Science andEmerging Technologies,v.6,n.4,p.420-428,2005。(用掺合机将1g粉末在25ml蒸馏水中搅拌5分钟。以3000xg离心10min。在105摄氏度下干燥20ml过夜，并称重相对于原始粉末重量的干燥上清液)。
在一些实施方案中，喷雾干燥器入口温度为约135至约150℃。
在一些实施方案中，喷雾干燥器流量为至少约0.75L/小时。
在一些实施方案中，壁密度值为约22％至约25％。
本文所述的方法可用于提供适合掺入到饮料中的组合物。将所产生的组合物掺入到水或另一种溶液中产生透明制剂。可以在微囊化过程中掺入多种溶质，以提供用于掺入到干饮料中的组合物。术语溶质用于表示该材料能够在水中溶解，即成为透明溶液。
在一些实施方案中，所述溶质包含个别氨基酸。在其它实施方案中，所述溶质包含两种或更多种氨基酸的掺合物。在一些实施方案中，氨基酸为必需氨基酸。在一些实施方案中，氨基酸选自L-亮氨酸，L-赖氨酸HCl，L-缬氨酸，L-异亮氨酸，L-精氨酸，L-苏氨酸，L-苯丙氨酸，L-甲硫氨酸，L-组氨酸，L-色氨酸或其任意组合。在一些实施方案中，所述溶质包含占溶质重量约25wt％至约90wt％的氨基酸(例如约40wt％至约80wt％或约60wt％至约75wt％)。在另一个实施方案中，所述溶质包含一种或多种氨基酸和其它膳食成分，例如但不限于维生素D，咖啡因，L-谷氨酰胺。在其它实施方案中，所述溶质包含一种或多种氨基酸和其它食品成分，例如蛋白质，碳水化合物和/或脂肪。在其它实施方案中，所述溶质包含一种或多种氨基酸和一种或多种药物成分。在其它实施方案中，所述溶质包含一种或多种食品成分。在其它实施方案中，所述溶质包含一种或多种膳食补充剂成分。在其它实施方案中，所述溶质包含一种或多种药物成分。在其它实施方案中，所述溶质包含一种或多种动物食品成分。在其它实施方案中，所述溶质包含一种或多种动物药物成分。在一些实施方案中，所述溶质为粉末。
在一些实施方案中，所述溶质还包含可溶性玉米(corn)纤维。在一些实施方案中，所述溶质包含占溶质重量约2wt％至约25wt％的可溶性玉米纤维(例如约5wt％至约20wt％，约5wt％至约15wt％或约10wt％)。
在一些实施方案中，所述溶质还包含柠檬酸，苹果酸，柠檬酸钠，三氯蔗糖和丁磺氨钾(acesulfame potassium)中的一种或多种。
在一些实施方案中，溶质:包囊剂的重量比为约20:1至约1:1(例如约15:1至约2:1，约15:1至约5:1，约10:1至约2:1，约10:1至约5:1或约12:1至约4:1)。
在其中溶质为氨基酸的实施方案中，可以将氨基酸在微囊化前喷雾干燥。在一些实施方案中，所述溶质为氨基酸的掺合物，并将一些个别氨基酸在微囊化前喷雾干燥。
在本发明的另一个方面，提供了微囊化产品，其包含：在第一包囊剂材料或第二包囊剂材料或其组合中微囊化的溶质。
正如本领域技术人员易于理解的，微囊化产品可以包含任意用量的任意材料，且可以根据上述方法的任一种生产。同样，下述产品的材料，用量和结构可以通过上述方法产生。
在一个实施方案中，微囊化产品包含含有溶质(例如如上所述)的芯和含有第一包囊剂材料或第二包囊剂材料或其组合(例如如上所述)的壳。
在一些实施方案中，微囊化产品可以显示出在水中至少约95％的溶解度，如通过Cano-Chauca方法所测定的。
在一些实施方案中，微囊化产品包含：在包囊剂中微囊化的溶质，其中：
所述溶质包含一种或多种氨基酸；和
所述包囊剂包含水胶体胶，糊精或其组合。
在一些实施方案中，微囊化产品的溶质还包含可溶性玉米纤维。
在一些实施方案中，微囊化产品的包囊剂还包含一种或多种香料，例如香料油。
在一个实施方案中，微囊化产品包含：在包囊剂中微囊化的溶质，其中：
所述溶质包含占溶质重量约40wt％至约90wt％的总氨基酸含量和占溶质重量约5wt％至约25wt％的可溶性玉米纤维；且
所述包囊剂包含占包囊剂重量约50wt％至约90wt％的总香料含量和占包囊剂重量约10wt％至约50wt％的糊精，水胶体胶或其组合。
在一些实施方案中，微囊化产品具有为约20:1至约1:1(例如约12:1至约4:1)的溶质:包囊剂的重量比。
在一些实施方案中，微囊化产品的溶质包含占溶质重量约50wt％至约80wt％的总氨基酸含量和占溶质重量约5wt％至约15wt％的可溶性玉米纤维。
在一些实施方案中，微囊化产品的包囊剂包含占包囊剂重量约70wt％至约90wt％的总香料含量和占包囊剂重量约10wt％至约30wt％的糊精，水胶体胶或其组合。
在一些实施方案中，微囊化产品的包囊剂包含占包囊剂重量约70wt％至约90wt％的总香料油含量和占包囊剂重量约10wt％至约30wt％的麦芽糖糊精。
在一个实施方案中，微囊化产品包含：在包囊剂中微囊化的溶质，其中：
所述溶质包含一种或多种氨基酸和可溶性玉米纤维；且
所述包囊剂包含一种或多种香料，和(i)糊精，(ii)水胶体胶或(iii)其组合；
其中所述微囊化产品包含占微囊化产品重量：
约30wt％至约80wt％的总氨基酸含量；
约4wt％至约20wt％的可溶性玉米纤维；
约5wt％至约15wt％的总香料油含量；和
约0.5wt％至约5wt％的糊精，水胶体胶或其组合。
在一些实施方案中，所述微囊化产品包含占微囊化产品重量：
约50wt％至约70wt％的总氨基酸含量；
约5wt％至约12wt％的可溶性玉米纤维；
约6wt％至约13wt％的总香料油含量；和
约1wt％至约3wt％的糊精，水胶体胶或其组合。
在一些实施方案中，所述微囊化产品包含占微囊化产品重量：约1wt％至约3wt％的麦芽糖糊精。
在本发明的另一个方面，提供了微囊化产品在水中的溶液。
在一些实施方案中，所述微囊化产品至少约95％可溶于水，如通过Cano-Chauca方法所测定的。
实施例
实施例1.用于制备用于透明溶液的制剂的实施例方法
通过在水中混合阿拉伯树胶和麦芽糖糊精来制备包囊剂掺合物。在搅拌的同时将溶质逐渐添加到包囊剂掺合物中，以产生有效负载掺合物。该有效负载掺合物的相对浓度根据溶质的性质的不同而变化。该有效负载混合物用作喷雾干燥的进料液体。
使用喷雾干燥器干燥有效负载掺合物。入口空气温度根据有效负载掺合物的性质的不同而变化。进料流量根据有效负载掺合物的性质的不同而变化。喷雾干燥时，形成微囊化的产品。
将得到的微囊化产品添加到水中时出乎意料地是透明的。根据实施例1制备作为本发明的实施方案的微囊化产品，并将其添加到一杯水中。作为对比，将非微囊化产品添加到一杯水中。如图1中所示，与非微囊产品相比，微囊化产品具有显著更好的透明度和溶解性。
以下实施例2-5提供了使用本发明方法制备的制剂的实例。
实施例2.第一巴西浆果制剂的组成
Figure BDA0002660682020000081
实施例2A.第一包囊剂掺合物制剂
Figure BDA0002660682020000082
实施例2B.第二包囊剂掺合物制剂
Figure BDA0002660682020000091
实施例3.第二巴西浆果制剂的组成
Figure BDA0002660682020000092
实施例4.富士葡萄制剂的组成
Figure BDA0002660682020000093
Figure BDA0002660682020000101
实施例5.Kona火龙果制剂(Kona Dragon Fruit)的组成
Figure BDA0002660682020000102
为了清楚和理解的目的，已经通过示例和实施例的方式详细地描述了前述公开。已经参照各种具体和优选的实施方案和技术描述了本发明。然而，应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出许多改变和变型。对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在所附权利要求的范围内进行改变和变型。因此，应当理解，以上描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本发明的范围不应参照以上描述来确定，而应参照如下待批权利要求以及这些权利要求所赋予的等同方案的全部范围来确定。

Claims (40)

1.用于生产透明溶液的方法，包括：
使溶质在包囊剂中微囊化；
其中所述包囊剂包含第一包囊剂材料，第二包囊剂材料或其组合。
2.权利要求1的方法，其中微囊化步骤通过喷雾干燥进行。
3.权利要求1的方法，其中所述第一包囊剂材料为水胶体胶。
4.权利要求1的方法，其中所述第一包囊剂材料为阿拉伯树胶或金合欢树胶。
5.权利要求1的方法，其中所述第二包囊剂材料为糊精。
6.权利要求1的方法，其中所述第二包囊剂材料为麦芽糖糊精。
7.权利要求1的方法，其中所述包囊剂包含占包囊剂重量约10wt％至约50wt％的第一包囊剂材料，第二包囊剂材料或其组合。
8.权利要求1的方法，其中所述包囊剂在水中具有至少约95％的溶解度，如通过Cano-Chauca方法所测定的。
9.权利要求2的方法，其中所述喷雾干燥通过喷雾干燥器进行，所述喷雾干燥器具有喷雾干燥器入口，且所述喷雾干燥器入口具有约135至约150℃的温度。
10.权利要求2的方法，其中所述喷雾干燥通过喷雾干燥器进行，所述喷雾干燥器具有喷雾干燥器流量，且所述喷雾干燥器流量为至少约0.75L/h。
11.权利要求1的方法，其中所述包囊剂具有壁密度值，且所述壁密度值为约22％至约25％。
12.权利要求1的方法，其中所述溶质包含个别氨基酸。
13.权利要求1的方法，其中所述包囊剂不包含卵磷脂。
14.权利要求1的方法，其中所述溶质包含两种或更多种氨基酸的掺合物。
15.权利要求1的方法，其中所述溶质包含一种或多种氨基酸和其它膳食成分，例如但不限于维生素D，咖啡因，L-谷氨酰胺等。
16.权利要求1的方法，其中所述溶质包含一种或多种氨基酸和其它食品成分，例如蛋白质，碳水化合物和/或脂肪。
17.权利要求1的方法，其中所述溶质包含一种或多种氨基酸和一种或多种药物成分。
18.权利要求1的方法，其中所述溶质包含一种或多种食品成分。
19.权利要求1的方法，其中所述溶质包含一种或多种膳食补充剂成分。
20.权利要求1的方法，其中所述溶质包含一种或多种药物成分。
21.权利要求1的方法，其中所述溶质包含一种或多种动物食品成分。
22.权利要求1的方法，其中所述溶质包含一种或多种动物药物成分。
23.微囊化产品，包含在包囊剂中微囊化的溶质，其中所述包囊剂包含第一包囊剂材料或第二包囊剂材料或其组合。
24.权利要求23的产品，其中所述第一包囊剂材料为水胶体胶。
25.权利要求24的产品，其中所述第一包囊剂材料为阿拉伯树胶或金合欢树胶。
26.权利要求23的产品，其中所述第二包囊剂材料为糊精。
27.权利要求26的产品，其中所述第二包囊剂材料为麦芽糖糊精。
28.权利要求23-27中任一项的产品，其中所述包囊剂还包含一种或多种香料。
29.权利要求28的产品，其中所述一种或多种香料包含一种或多种香料油。
30.权利要求23-29中任一项的产品，其中所述溶质包含一种或多种氨基酸。
31.权利要求30的产品，其中所述溶质包含一种或多种必需氨基酸。
32.权利要求30或31的产品，其中所述溶质还包含可溶性玉米纤维。
33.权利要求23的产品，其中所述包囊剂包含麦芽糖糊精。
34.权利要求33的产品，其中所述包囊剂还包含阿拉伯树胶或金合欢树胶。
35.权利要求23的产品，其中：
所述溶质包含占溶质重量约40wt％至约90wt％的总氨基酸含量和占溶质重量约5wt％至约25wt％的可溶性玉米纤维；且
所述包囊剂包含占包囊剂重量约50wt％至约90wt％的总香料含量和占包囊剂重量约10wt％至约50wt％的糊精，水胶体胶或其组合。
36.权利要求35的产品，其中：
所述微囊化产品的溶质包含占溶质重量约50wt％至约80wt％的总氨基酸含量和占溶质重量约5wt％至约15wt％的可溶性玉米纤维；且
所述微囊化产品的包囊剂包含占包囊剂重量约70wt％至约90wt％的总香料含量和占包囊剂重量约10wt％至约30wt％的糊精，水胶体胶或其组合。
37.权利要求35或36的产品，其中溶质:包囊剂的重量比为约12:1至约4:1。
38.权利要求23的产品，其中：
所述溶质包含一种或多种氨基酸和可溶性玉米纤维；且
所述包囊剂包含一种或多种香料，和(i)糊精，(ii)水胶体胶或(iii)其组合；
其中所述微囊化产品包含占微囊化产品重量：
约30wt％至约80wt％的总氨基酸含量；
约4wt％至约20wt％的可溶性玉米纤维；
约5wt％至约15wt％的总香料油含量；和
约0.5wt％至约5wt％的糊精，水胶体胶或其组合。
39.权利要求38的产品，其中所述微囊化产品包含占微囊化产品重量：
约50wt％至约70wt％的总氨基酸含量；
约5wt％至约12wt％的可溶性玉米纤维；
约6wt％至约13wt％的总香料油含量；和
约1wt％至约3wt％的糊精，水胶体胶或其组合。
40.权利要求23-39中任一项的产品，其中所述微囊化产品在水中具有至少约95％的溶解度，如通过Cano-Chauca方法所测定的。
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