CN112702926A - 用于分离味道调节剂的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种分离味道调节剂组分的方法，该味道调节剂组分用于食品、饮品、营养品或药品。将粉状的基于水果或蔬菜的原料与天然的可食用的溶剂混合，以生产非均相混合物。使从所述混合物中分离出的液相与酸性离子交换树脂接触以螯合碱性的味道调节剂组分。然后用碱金属氢氧化物的稀水溶液处理所述树脂，以洗脱味道调节剂组分。通过温和加热进一步活化的味道调节剂组分，将其与维生素、香料和其他食品添加剂结合，并掺入与先前已知的味道调节剂相比具有改良的效果的水性、油基或粉基味道调节剂组合物中。

Description

用于分离味道调节剂的方法
技术领域
本发明涉及味道调节剂及其分离方法。所述味道调节剂用于阻止食品、饮品、营养品和药品中的不良味道。
背景技术
人类对某些食物，甚至是有益于我们的健康的食物的不良味道有天生的厌恶感，例如生蔬菜。不良味道适用于各种令人不愉快的味道，包括刺激的(sharp)、酸的(acidic)、浓烈的(tart)、馊的(sour)、辛辣的(biting)、不甜的、刺鼻的、刺激性的(tangy)或浓郁的味道。舌头上和口中的味蕾使我们能够分辨出甜、酸、咸、苦或可口的味道。
阻止某些食品和饮品的不良味道的传统方法依赖于掩盖策略，例如添加甜味剂、防腐剂或其他合成添加剂。药品也不例外；出于充分的理由，“难以下咽的苦药”长期以来一直是陈词滥调。
较不常见的是，已发现源自天然的味道调节剂。例如公开号为2018/0092375的美国公开描述了可食用的蘸料组合物，其包含基于黄瓜提取物的味道调节剂，以及香料和两种乳糖基的组分。通过在高剪切条件下使黄瓜、乙醇和水混合，过滤混合物，并在155℉下短暂加热滤液来得到味道调节剂。用这种方法制备的味道调节剂是有效的，但是仍有改进的空间，特别是制备具有更大功效的味道调节剂。
发明内容
一方面，本发明涉及一种分离味道调节剂组分的方法，该味道调节剂组分用于食品、饮品、营养品或药品。所述方法包括四个步骤。首先，将粉状的基于水果或蔬菜的原料与天然的可食用的溶剂混合，以生产非均相混合物。然后从所述非均相混合物中分离出液相。接下来，使分离出的液相与酸性离子交换树脂接触，以从液相中螯合碱性的味道调节剂组分。然后用碱金属氢氧化物的稀溶液处理所述离子交换树脂，以洗脱所述味道调节剂组分。味道调节剂组分还用于生产水性、油基和粉基味道调节剂组合物。
在一些方面，以任何所需的顺序将所述味道调节剂组分用水稀释，在50℃至120℃的温度范围内加热，并与维生素、香料或另一种食品添加剂混合，用于生产水性味道调节剂组合物。
在其他方面，将所述味道调节剂组分浓缩以除去部分或全部水，并且将所得浓缩物与食用油和维生素、香料或另一种食品添加剂组合，以生产油基味道调节剂组合物。
在其他方面，将所述味道调节剂组分浓缩以除去部分或全部水，将所得浓缩物与食品级或饮品级乳化剂混合以形成乳液，然后将所述乳液喷雾干燥以生产粉基味道调节剂组合物。将维生素、香料或其他食品添加剂与待喷雾干燥的乳液或粉基味道调节剂组合物混合。
在一些方面，在真空中于50℃至90℃的温度范围内进行除水浓缩。
在优选的方面，基于水果或蔬菜的原料来自葫芦科(Cucurbitaceae)植物，其包括黄瓜、南瓜小果(squash)、西葫芦、南瓜、白兰瓜、哈密瓜、西瓜和其他类似植物。
在另一个优选的方面，水果或蔬菜的原料来自茄科(Solanaceae)植物，其包括番茄、土豆、茄子、甜椒、辣椒、烟草和其他类似植物。
在另一个优选的方面，基于水果或蔬菜的原料来自芸香科(Rutaceae)植物，包括橙子、橘子(tangerines)、柑橘(mandarins)、克莱门氏小柑桔(clementines)、柠檬、酸橙(limes)、葡萄柚(grapefruit)、圆佛手柑(citrons)、金桔(kumquats)、山小橘(orangeberry)、多蕊橘属(clymenia)、香肉果(white sapote)、印度枳(bael)和德岛酸橘(sudachi)和其他类似的植物。
在另一个优选的方面，将非均相混合物或从非均相混合物中分离出的液相在0℃至10℃的温度范围内冷却4至96小时。
在其他方面，本发明包括味道调节剂组分和使用这些方法制备的水性、油基或粉基味道调节剂组合物。
本发明还包括食品、饮品、营养品和药品，其包括水性、油基或粉基味道调节剂组合物。
可以通过实施这些方法步骤来提高味道调节剂的功效，这些步骤涉及通过离子交换分离比以前更浓缩形式的味道调节剂。出人意料地是，通过至少短暂地加热至50℃至120℃，特别是从50℃至90℃，进一步改善了风味调节剂组分的有效性。
具体实施方式
A.味道调节剂组分的分离
一方面，本发明涉及一种分离用于食品、饮品、营养品或药品的味道调节剂组分的方法。在第一步中，将粉状的基于水果或蔬菜的原料与天然的可食用溶剂混合，以生产非均相混合物。
1.基于水果或蔬菜的原料
许多基于水果或蔬菜的原料都包含有用数量的能够用作味道调节剂的组分。例如包括茄科植物家族的成员、芸香科植物家族的成员、葫芦科植物家族的成员、草药、香料、卷心菜、花生、芦笋、大豆、香葱和羽衣甘蓝。在优选的方面，原料是芸香科，特别是橙子、橘子、柑橘、克莱门氏小柑桔、柠檬、酸橙、葡萄柚、圆佛手柑、金桔、山小橘、多蕊橘属、香肉果、印度枳、德岛酸橘等。在另一个优选的方面，原料是葫芦科，特别是黄瓜、南瓜、南瓜小果、西葫芦、白兰瓜、哈密瓜或西瓜。在另一个优选的方面，原料是茄科，特别是番茄、土豆、茄子、甜椒、辣椒或烟草。许多合适的基于水果或蔬菜的植物都来自南瓜属(Curcurbita)，并被分类为印度南瓜(C.maxima)，中国南瓜(C.moschata)，西葫芦(C.pepo)或灰籽南瓜(C.argyrosperma.)。在另一个优选的方面，原料来自茄科。在另一个优选的方面，原料来自芸香科。
在优选的方面，基于水果或蔬菜的原料的皮(skins)、外皮(rinds)或果皮(peels)被单独使用或与水果或蔬菜的其余部分一起使用。因此，在一些方面，所述皮或果皮至少占基于水果或蔬菜的原料的30重量％、至少40重量％或至少50重量％。
2.天然的可食用的溶剂
将上述原料与天然的可食用的溶剂结合。合适的天然的可食用的溶剂包括例如水、乙醇、稀乙酸(例如醋)、甘油及它们的混合物。在优选的方面，含有少量乙醇、乙酸、甘油或它们的组合的水性混合物用作可食用的溶剂。优选含有10至70重量％的乙醇、30至60重量％的乙醇或45至55重量％的乙醇的水性乙醇混合物。
3.方法
通过任何合适的方法将基于水果或蔬菜的原料(或水果和/或蔬菜原料的任何组合)粉碎。在一些方面，粉碎是在将原料与天然的可食用的溶剂混合之前进行的，尽管在其他方面，可能需要在粉碎混合物之前将原料与部分或全部溶剂混合。可以通过压碎、切碎、研磨、高剪切混合、共混，或者这些或类似的用于减小粒度的技术的任意组合来完成。从该初始步骤得到的产物是粉碎的原料与天然的可食用的溶剂的非均相混合物。
在第二个步骤中，从所述非均相混合物中分离出液相。这可以通过任何合适的技术来完成，包括倾析、过滤、常规离心、液-液离心或这些方法的组合。在处理洗涤后的固体之前，通常先用水或含有更多天然的可食用的溶剂的水性混合物冲洗固体。在优选的方面含有清水的液相通常适用于下一步骤而无需进一步处理。
在一些方面，在通过离子交换进行进一步处理之前，将来自第一步的非均相混合物、来自第二步的分离的液相或两者进行冷却，优选在0℃至10℃的温度范围内进行4至96小时或6至24小时。
使分离出的液相与酸性离子交换树脂接触，该酸性离子交换树脂从液相中分离一种或多种味道调节剂组分。味道调节剂活性物被认为本质上主要是碱性的，并且它们吸附在树脂上。合适的离子交换树脂是强酸或弱酸树脂，优选为强酸树脂，强酸树脂具有聚合物主链(例如，交联聚苯乙烯)和磺酸、膦酸或羧酸基团。树脂优选为未中和的，尽管在某些方面，部分中和的树脂可能是合适的。合适的树脂可商购获得，例如包括
Figure BDA0002979299110000051
15，
Figure BDA0002979299110000054
36，
Figure BDA0002979299110000053
1200，
Figure BDA0002979299110000052
50W系列树脂，
Figure BDA0002979299110000055
IR-120(含有-SO3H基团的强酸性树脂，陶氏化学的产品)；
Figure BDA0002979299110000056
IRC-50S，
Figure BDA0002979299110000057
IRC-50，以及
Figure BDA0002979299110000058
MAC-3(含有-COOH基团的弱酸性树脂，陶氏化学)；和DIAIONTM树脂(含有丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物主链和-COOH基团的弱酸性树脂，三菱化学的产品)等等。
分离出的液体可以以任何方便的方式与酸性离子交换树脂接触。在一些方面，可能需要使分离出的液相通过含有树脂的柱。在其他方面，固定、振荡或旋转的树脂平床可能更实用。通常，液体在床上的停留时间足以使分离出的液体中的相对碱性的味道调节剂组分螯合在树脂上。在一些方面，可能需要使用pH测量或一些其他合适的手段来检测树脂何时已经对碱性组分饱和并且不再能够螯合其他的味道调节剂组分。
通过用碱金属氢氧化物的稀水溶液，特别是1％至10％，或2％至5％的氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液处理树脂，可从酸性离子交换树脂中洗脱或释放出味道调节剂组分。这会产生水性混合物，该水性混合物为碱性并且包含相对浓缩形式的味道调节剂组分。在优选的方面，用抗坏血酸(维生素C)、乙酸、柠檬酸或其组合中和水性味道调节剂剂组分。在某些情况下，可以通过超滤、薄膜蒸发或其他已知技术将所得材料进一步浓缩。
离子交换树脂通常将与无机酸的稀水溶液如盐酸接触，以再生磺酸、膦酸或羧酸基团。这样处理之后，该树脂能够被再利用以螯合如前所述的另外的味道调节剂组分。
在一些方面，在任何后续的稀释之前或之后，将通过离子交换得到的味道调节剂组分在50℃至120℃，50℃至90℃或60℃至85℃的温度范围内加热，然后冷却至室温。通常，将味道调节剂组分逐渐加热至所需的最高温度，并在此温度下保持较短的时间，优选为至少1分钟，通常为1至20分钟或2至10分钟。我们惊讶地发现，该短暂的加热步骤增强了所得的味道调节剂浓缩物的功效。通常最理想的是在产品冷却到室温后立即包装。在本文中，“冷却”是指主动冷却，或在优选的方面，使加热的味道调节剂组分冷却至室温。
B.味道调节剂组合物的制备
1.水性味道调节剂组合物
在一些方面，将(中和或未中和的)味道调节剂组分以任何所需的顺序用水稀释，在50℃至120℃、50℃至90℃，或者60℃至85℃的温度范围内加热，并与维生素、香料或其他食品添加剂结合使用，以生产水性味道调节剂组合物。合适的其他食品添加剂包括例如酸味剂、消泡剂、抗氧化剂、着色剂、增味剂、发泡剂、草药、湿润剂、防腐剂、调味料(spices)、增稠剂等。在一些方面，水性味道调节剂组合物包含0.5至50重量％的味道调节剂组分。在香料中，可以使用香草精、香草糊、香草粉或纯香草醛，并且这些是优选的。维生素C是优选的维生素添加剂。当然，可以包括其他香料或维生素，其选择将取决于预期的最终产品。
在一些方面，生产了油基味道调节剂组合物。将味道调节剂组分浓缩以除去部分或全部水，并将所得浓缩物与食用油和维生素、香料或另一种食品添加剂混合，以生产油基味道调节剂组合物。合适的食用油包括例如玉米油，菜籽油、橄榄油、花生油、棕榈油、芝麻油、葡萄籽油、棉籽油、椰子油、植物油、红花油、豆油、葵花油及其组合。在一些方面，使味道调节剂组分在真空下于50℃至90℃或60℃至85℃的温度范围内浓缩。
在一些方面，油基味道调节剂组合物是水溶性乳液。通过将洗脱的味道调节剂组分的浓缩物与油和阿拉伯树胶或淀粉结合来制备这种乳液。当将结合的成分进行高压均质化或类似的高强度混合技术时，添加乳化剂(以下描述了合适的例子)和酯胶或其他增重剂(即有效增加味道调节剂组合物的油溶性部分的密度的物质)可以制备水溶性乳液。
3.粉基味道调节剂组合物
在一些方面，生产了粉基味道调节剂组合物。浓缩味道调节剂组分以除去部分或全部水，将所得浓缩物与食品级或饮品级乳化剂混合以形成乳液，然后将乳液进行喷雾干燥以生产粉基味道调节剂组合物，其优选是水溶性的。在一些方面，所述味道调节剂组分在真空下于50℃至90℃或60℃至85℃的温度范围内浓缩。合适的食品级或饮品级乳化剂是本领域已知的。例如包括阿拉伯树胶，蜂蜜、改性食品淀粉、卵磷脂、大豆卵磷脂、芥末等，及其组合。优选为阿拉伯树胶。在一些方面，将乳液或粉基味道调节剂组合物与维生素、香料或另一种食品添加剂组合。在一些方面，原料是基于柑橘的，并且乳化剂是阿拉伯树胶。在一些方面，将乳液进行两个或更多个阶段的喷雾干燥。在其他方面，将乳液在80℃至220℃或100℃至210℃的温度范围内进行喷雾干燥。
本发明包括使用上述方法生产的水性、油基或粉基味道调节剂组合物。在一些方面，将水性、油基或粉基味道调节剂组合物进行巴氏灭菌。这通常涉及在包装之前或之后加热味道调节剂组合物，以消除潜在的病原体，延长储存稳定性，或两者都有。
食品、饮品、营养品和药物产品也包括在内，其包括水性、油基或粉基味道调节剂组合物。
许多饮品，特别是含有咖啡因、维生素或其他功能性成分的饮品，可能比原本期望的更苦，并且可以从包含本发明的味道调节剂组合物中受益。饮品包括酒精饮品(啤酒、葡萄酒、烈性酒)和非酒精饮品(咖啡、茶、能量饮品、蔬菜汁)以及新奇事物，例如酒精冰块。合适的食品包括人类的传统食品、营养补品、宠物食、牲畜饲料等。示例性食品包括使用糖替代品的食品，例如烘焙食品(饼干、蛋糕、派、甜甜圈)、糖果等。对于活性成分可能非常苦的营养食品或药品，可能需要更大比例的味道调节剂组合物。一些实例包括止咳糖浆、药草酊剂、软糖、药滴剂或吸盘(suckers)等。
特定用途所需的味道调节剂组合物的量将取决于本领域技术人员已知的许多因素，包括赋予不良味道的化合物或组合物的性质，味道调节剂组合物中味道调节剂组分的性质和浓度，在食品、饮品、营养品或药品中可容许的味道调节剂组合物的比例，以及其他考虑因素。下表1提供了使食品、饮品、营养品或药物产品具有不良味道的一些常见化合物或组分的建议使用量。所使用的总量将取决于带来不良味道的化合物或组合物的浓度。
通常，以相对于使食品或饮品产品中具有不良味道的化合物或组合物量的味道调节剂组合物的量为基准，食品或饮品产品将含有0.1至1000重量％、或0.5至200重量％、或2至100重量％的水性、油基或粉基味道调节剂组合物。
通常，以相对于使营养品或药物产品中具有不良味道的化合物或组合物量的味道调节剂组合物的量为基准，营养品或医药产品将含有0.1至1000重量％、或0.5至200重量％、或2至100重量％的水性、油基或粉基味道调节剂组合物。
为了说明，研究一种12盎司(355mL)不含糖的能量饮品，该能量饮品包含110mg咖啡因。根据表1，基于味道调节剂组分和咖啡因的相对含量，所需的味道调节剂组合物的量约为35重量％(或38mg味道调节剂/110mg咖啡因)。
下列实施例仅说明本发明；本领域技术人员将认识到在本发明的精神和权利要求的范围内的许多变化。
味道调节剂的分离：一般步骤
组分A
将葫芦科黄瓜外皮和果肉(45.4kg)磨细，浸入乙醇水溶液(50重量％乙醇，3785L)中，并在2℃下冷藏24h。将非均相混合物过滤(11μm滤纸)、和/或离心以分离液相。使液相通过强酸性离子交换柱，以从液相中螯合碱性组分。使稀氢氧化钾水溶液(5％KOH)通过色谱柱以释放碱性成分。回收的水性味道调节剂混合物的量约为1.1kg。
组分B
将去离子水(94.9重量％)与抗坏血酸(维生素C，5.0重量％)和纯天然抗菌剂(0.1重量％)混合。
组分C
将去离子水(95.0重量％)与植物提取物(约5重量％)和少量的其他香料混合。
最终混合
将组分A(2.6重量％)、B(6.0重量％)和C(5.0重量％)与去离子水(86.4重量％)结合，并在中等搅拌下在混合罐中混合。将该混合物缓慢加热至68℃约5分钟，然后迅速冷却至室温并包装。
所得产物作为味道调节剂表现特别出色，特别是当与常规的不使用离子交换且不将分离的浓缩物加热至50℃至120℃制备的味道调节剂相比时。
表1显示了基于实验现场测试的水性、油基或粉基味道调节剂组合物的建议用量。技术人员将理解，产品配方设计师将选择使用的量可以根据产品特性和含量而有很大的差异。
Figure BDA0002979299110000111
上述示例的意思是仅用于举例解释；所附的权利要求定义了本发明。

Claims (33)

1.一种分离味道调节剂组分的方法，该味道调节剂组分用于食品、饮品、营养品或药品，所述方法包括：
(a)将粉状的基于水果或蔬菜的原料与天然的、可食用的溶剂混合，以制备非均相混合物；
(b)从步骤(a)的所述混合物中分离出液相；
(c)使来自步骤(b)的所述液相与酸性离子交换树脂接触，以从所述液相中螯合碱性的味道调节剂组分；以及
(d)用碱金属氢氧化物的稀溶液处理所述离子交换树脂，以洗脱所述味道调节剂组分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于水果或蔬菜的原料选自由茄科、芸香科、葫芦科、卷心菜、花生、芦笋、大豆、香葱和羽衣甘蓝所组成的组。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述原料是芸香科。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述芸香科选自由橙子、橘子、柑橘、克莱门氏小柑桔、柠檬、酸橙、葡萄柚、圆佛手柑、金桔、山小橘、多蕊橘属、香肉果、印度枳和德岛酸橘所组成的组。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述原料是葫芦科。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述葫芦科选自由黄瓜、南瓜、南瓜小果、西葫芦、白兰瓜、哈密瓜和西瓜所组成的组。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述原料是茄科。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述茄科选自由番茄、土豆、茄子、甜椒、辣椒和烟草所组成的组。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述天然的、可食用的溶剂选自由水、乙醇、乙酸、甘油及其混合物所组成的组。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，将来自步骤(a)的所述非均相混合物或来自步骤(b)的所述液相在0℃至10℃的温度范围内冷却4至96小时。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，在使所述液相与步骤(c)中的所述离子交换树脂接触之前，通过倾析、过滤、离心或它们的组合分离出步骤(b)的所述液相。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述离子交换树脂是磺酸树脂。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，以任何所需的顺序将所述味道调节剂组分用水稀释，在50℃至120℃的温度范围内加热，并与维生素、香料或另一种食品添加剂组合，以生产水性味道调节剂组合物。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述水性味道调节剂组合物是经过巴氏灭菌的。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的方法，其中，所述水性味道调节剂组合物包含0.5至50重量％的所述味道调节剂组分。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述香料是香草精或香草醛。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中，所述维生素是维生素C。
18.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述味道调节剂组分被浓缩以去除部分或全部水，并且将所得浓缩物与食用油和维生素、香料或另一种食品添加剂组合，以生产油基味道调节剂组合物。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述食用油选自由玉米油、菜籽油、橄榄油、花生油、棕榈油、芝麻油、葡萄籽油、棉籽油、椰子油、植物油、红花油、豆油、葵花油及它们的组合所组成的组。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，其中，使所述味道调节剂组分在真空中于50℃至90℃的温度范围内浓缩。
21.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，将所述味道调节剂组分浓缩以除去部分或全部水，将所得浓缩物与食品级或饮品级乳化剂混合以形成乳液，并且将所述乳液喷雾干燥以生产粉基味道调节剂组合物。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，将所述味道调节剂组分在真空中于50℃至90℃的温度范围内浓缩。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中，将所述乳液或所述粉基味道调节剂组合物与维生素、香料或另一种食品添加剂组合。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，所述原料是基于柑橘的，并且所述乳化剂是阿拉伯树胶。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法，其中，将所述乳液在80℃至220℃的温度范围进行两个或更多个阶段的喷雾干燥。
26.采用权利要求1至12中任一项所述的方法制备的味道调节剂组分。
27.采用权利要求13至17中任一项所述的方法制备的水性味道调节剂组合物。
28.采用权利要求18至20中任一项所述的方法制备的油基味道调节剂组合物。
29.采用权利要求21至25中任一项所述的方法制备的粉基味道调节剂组合物。
30.一种食品或饮品产品，包含权利要求27所述的水性味道调节剂组合物、权利要求28所述的油基味道调节剂组合物或权利要求29所述的粉基味道调节剂组合物。
31.根据权利要求30所述的组合物，以所述味道调节剂组合物的量相对于所述食品或饮品产品中存在的使其具有不良味道的化合物或组合物的量为基准，包含0.1至1000重量％的水性、油基或粉基味道调节剂组合物。
32.一种营养品或药物组合物，其包含权利要求27所述的水性味道调节剂组合物、权利要求28所述的油基味道调节剂组合物，或者权利要求29所述的粉基味道调节剂组合物。
33.根据权利要求32所述的组合物，以所述味道调节剂组合物的量相对于所述营养品或药物组合物中存在的使其具有不良味道的化合物或组合物的量为基准，包含0.1至1000重量％的水性、油基或粉基味道调节剂组合物。
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