CN115551363A - 食品用包覆有机酸粉末和食品用保质期改善剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供食品用包覆有机酸粉末，其包含具有涂层的有机酸颗粒，其中构成涂层的包覆剂主要包含氢化油，粉末的中值粒径为100‑400μm，休止角为35°‑55°，且由下式表示的压缩比为8‑25%：压缩比(%)=[振实体积密度(g/cm3)‑松装体积密度(g/cm3)]/振实体积密度(g/cm3)×100。

Description

食品用包覆有机酸粉末和食品用保质期改善剂
技术领域
本发明涉及用作食品添加剂的包覆有机酸粉末(coated organic acid powder)，其中用于食品的有机酸被主要包含氢化油的包覆剂(coating agent)包覆，并且涉及包含该包覆有机酸粉末的食品用保质期改善剂。
背景技术
为了制造加工肉制品如香肠和汉堡包、以及海鲜酱制品或鱼糜如鱼饼（kamaboko）和蒸鱼酱（hanpen），通常添加有机酸作为食品添加剂用于改善保存。然而，将有机酸直接添加到食品成分中会导致pH降低、产品弹性损失、最终产品的质地变差和产率降低。因此，使用有机酸被氢化油包覆的包覆有机酸粉末的技术已经用于通过在加热过程中暴露有机酸和降低pH而不用在加热过程之前降低食品成分的pH来最小化对质地的影响和改善加工食品的保存。
专利文献1记载了一种用于降低pH的包覆有机酸粉末的制造方法，其中，将有机酸以包覆剂重量的1～1/10倍添加到主要包含氢化油的包覆剂中，通过喷雾冷却法得到包覆颗粒。
专利文献2记载了通过用由氢化油和蜡组成的包覆剂以相对于富马酸为0.4-0.7重量份包覆富马酸而获得的富马酸制剂。
对于如上所述的常规包覆有机酸粉末，通过向氢化油中加入乳化剂和蜡等辅助成分来抑制加热之前有机酸的溶出（elution），然而存在下述问题，即，在包覆有机酸粉末的储存过程中发生着色和固化，以及影响食品的味道品质。
另外，通过作为制备包覆有机酸粉末的常用方法的喷雾冷却法制造的包覆有机酸粉末容易飞散，并且难以在食品加工场所处理。进一步，将通过喷雾冷却法制造的包覆有机酸粉末与其他粉末剂混合来制造食品用保质期改善剂等粉末组合物时，粉末组合物容易偏析，添加到食品成分中时，粉末组合物的效果容易产生偏差。
因此，期望具有优异的保存稳定性、不易影响食品的味道品质并且易于处理的包覆有机酸粉末。
引用文献
专利文献
专利文献 1：JPS45-32217B
专利文献 2：JPS54-80439A。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供食品用包覆有机酸粉末，其保存稳定性优异，不易影响食品的味道品质，不易飞散，与其他粉末剂混合时难以产生偏析，同时加热前的有机酸溶出得到抑制。
问题的解决方案
本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过制造具有特定的中值粒径、特定的休止角和特定的压缩比的、有机酸被主要包含氢化油的包覆剂所包覆的包覆有机酸粉末，可以解决上述问题，从而完成了本发明。
本发明提供食品用包覆有机酸粉末，其包含具有涂层的有机酸颗粒，其中该涂层主要包含氢化油，所述粉末的中值粒径为100-400 μm，休止角为35°-55°，且由下式表示的压缩比为8-25%：
压缩比 (%) = [振实体积密度 (g/cm3) - 松装体积密度 (g/cm3)] / 振实体积密度 (g/cm3) × 100
本发明还提供食品用包覆有机酸粉末，其中有机酸颗粒包覆有主要包含氢化油的包覆剂，其中所述粉末的中值粒径为100-400 μm，休止角为35°-55°，且由下式表示的压缩比为8-25%：
压缩比 (%) = [振实体积密度 (g/cm3) - 松装体积密度 (g/cm3)] / 振实体积密度 (g/cm3) × 100
本发明还提供食品用保质期改善剂，其包含上述食品用包覆有机酸粉末和粉末状有机酸及其盐。
除非另有说明，本发明中的中值粒径是指通过筛分法测量的粒度分布中累积50%粒径(D50)。
附图简述
[图1]图1表示偏析度测量中的取样位置(1)。
具体实施方式
下面详细描述本发明。
在本说明书中，“主要包含氢化油的包覆剂”是指相对于包覆剂的总量含有80重量%以上的氢化油的包覆剂，并且涵盖仅由氢化油构成而没有其他成分的包覆剂。在本发明中，优选使用相对于包覆剂的总量含有85重量%以上的氢化油的包覆剂。
食品用包覆有机酸粉末的实例包括：被主要包含氢化油的包覆剂所包覆的富马酸、琥珀酸、酒石酸、己二酸、苹果酸、柠檬酸和山梨酸等有机酸颗粒(分别称作包覆富马酸粉末、包覆琥珀酸粉末、包覆酒石酸粉末、包覆己二酸粉末、包覆苹果酸粉末、包覆柠檬酸粉末、以及包覆山梨酸粉末)。其中，由于其防腐作用和对食品味道品质的影响而优选包覆富马酸粉末、包覆琥珀酸粉末、包覆柠檬酸粉末和包覆山梨酸粉末，由于对食品的pH调节能力而更优选包覆富马酸粉末。
本发明的食品用包覆有机酸粉末中所含的有机酸颗粒的比例没有特别限定，可以根据所使用的有机酸的种类而变化。有机酸颗粒与包覆有机酸粉末总量的比例优选为10-50重量%，更优选为15-45重量%，还更优选为20-40重量%。例如，如果包含在包覆有机酸粉末中的有机酸颗粒是富马酸颗粒，则富马酸颗粒与包覆富马酸粉末总量的比例优选为25-35重量%。
本发明的食品用包覆有机酸粉末中所含的有机酸颗粒的中值粒径优选为10～40μm，更优选为13～37μm，进一步优选为15～35μm。有机酸颗粒的中值粒径是通过激光衍射粒度分析仪(Mastersizer® 2000，Malvern Instruments有限公司)测得的值。
在本发明的食品用包覆有机酸粉末中，用作包覆剂的主要成分的氢化油优选熔点为50～70℃的氢化油。该氢化油的实例包括氢化菜籽油、氢化大豆油、氢化棕榈油、氢化牛脂油、氢化椰子油和氢化鲱鱼油。氢化棕榈油和氢化牛脂油容易获得，容易熔化，并且具有稳定的分布，因此是优选的。
本发明的食品用包覆有机酸粉末中的包覆剂不需要用于提高包覆性的任何辅助成分。但是，包覆剂可以根据其目的而含有辅助成分，如卵磷脂、单甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、蜂蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡和米蜡。当包覆剂含有这些辅助成分时，优选相对于包覆剂的总量含有0.1～15重量%的这些辅助成分。
可以通过流化有机酸颗粒的同时喷雾熔融的包覆剂来制备包覆有机酸粉末。用于制备的方法的实例包括流化床包衣法、包衣锅法、空气悬浮包衣法、真空沉积包衣法、静电凝聚法和熔融分散冷却法。例如，当使用流化床包衣法时，通过将其它根据需要的辅助组分加入到加热熔融的氢化油中以制备包覆剂，然后用包覆剂喷雾和包覆有机酸颗粒，同时将其冷却固化从而制备包覆有机酸粉末。
在一个优选的方面，食品用包覆有机酸粉末的制造方法包括以下步骤：
a) 将熔点为50～70℃的氢化油在熔点以上的温度下加热熔融，得到包覆剂；
b) 通过将颗粒保持在低于油的熔点的温度下，同时将包覆剂喷雾到流化的有机酸颗粒上，用包覆剂包覆有机酸颗粒。
更详细地描述上述方法。首先，在步骤a)中，将熔点为50-70℃的氢化油在熔点以上的温度例如75-95℃下加热熔融，得到包覆剂。
其次，在步骤b)中，将步骤a)中获得的包覆剂喷雾到在流化床中流化的有机酸颗粒上。流化床中的温度需要调节到低于氢化油熔点且包覆剂在粘附到有机酸颗粒上之后固化的温度，例如，比熔点低3-30℃的温度。流化床中的温度优选比熔点低5-25℃，更优选比熔点低10-20℃。如果流化床中的温度低于比熔点低30℃的温度，则氢化油不能粘附到有机酸颗粒上，并且包覆可能不充分。如果温度高于比熔点低3℃的温度，则包覆有机酸粉末可能彼此结合并形成粗大颗粒。
在步骤b)中，可以使用单流体喷嘴或双流体喷嘴作为用于喷雾的喷嘴，并且喷雾压力取决于要使用的包覆剂的温度和流化床中的温度。例如，当使用双流体喷嘴时，喷雾压力优选调整为0.01～1 MPa，更优选调整为0.05～0.5 MPa，进一步优选调整为0.1～0.3MPa。如果喷雾压力低于0.01 MPa，则包覆有机酸粉末可能彼此结合并形成粗大颗粒。如果喷雾压力大于1 MPa，则氢化油不能粘附到有机酸颗粒上，包覆可能不充分。
转子速度被调节到10-1000 rpm，优选100-500 rpm，更优选200-400 rpm。如果转子速度小于10 rpm，则包覆有机酸粉末可能彼此结合并形成粗大颗粒。如果转子速度大于1000 rpm，则氢化油不能粘附到有机酸颗粒上，包覆可能不充分。
制备本发明的食品用包覆有机酸粉末，使得粉末的中值粒径为100～400μm，优选为130～370μm，更优选为150～350μm。
本发明中的中值粒径是指，通过使用孔径尺寸600μM、300μM、150μM、106μM和75μM的JIS筛，用微型电磁振动振筛机M-2 (Tsutsui Scientific Instruments有限公司)将规定量的粉末振摇10分钟；通过筛分方法测定粒度分布；并在Rosin-Rammler图上绘制重量的累积%对筛孔的图，从而得到的50%累积(D50)值。
本发明的食品用包覆有机酸粉末的休止角为35°～55°，优选为37°～53°，更优选为38°～52°。若休止角小于35°，则包覆有机酸粉末趋于变得高度飞散。若休止角超过55°，则包覆有机酸粉末的流动性趋于降低，导致处理性变差。
本发明中的食品用包覆有机酸粉末的压缩比为8-25%，优选为9-24%，且更优选为10-23%。如果压缩比低于8%，则包覆有机酸粉末的流动性趋于降低。如果压缩比大于25%，则包覆有机酸粉末趋于变得高度飞散。压缩比通过下式计算：
压缩比 (%) = [振实体积密度 (g/cm3) - 松装体积密度 (g/cm3)] / 振实体积密度 (g/cm3) × 100
对于用于计算上述压缩比的松装体积密度和振实体积密度，优选松装体积密度为0.30-0.65 g/cm3且振实体积密度为0.50-0.70 g/cm3，更优选松装体积密度为0.40 to0.60 g/cm3且振实体积密度为0.53-0.68 g/cm3，还更优选松装体积密度为0.42-0.55 g/cm3且振实体积密度为0.55-0.65 g/cm3。
本发明中的食品用包覆有机酸粉末的分散度优选为5-30%，更优选为7-25%，还更优选为8-23%。如果分散度低于5%，则包覆有机酸粉末的流动性趋于降低。如果分散度大于30°，则包覆有机酸粉末趋于变得高度飞散。
上述休止角、松装体积密度、振实体积密度和分散度是通过Powder Tester(PT-X，Hosokawa Micron Corporation)测得的值。
本发明中的食品用包覆有机酸粉末在25℃的水中的溶解速率如果超过4%，则有机酸的溶解速度优选为4%以下，更优选为0.5～3.5%，进一步优选为1～3%。对食品的味道品质和物性的影响可能增大。
对于本发明中的食品用包覆有机酸粉末，有机酸在25℃的水中的溶解速率是通过以下方法测量的值。
(溶解速率的测量)
将0.1g食品用包覆有机酸粉末加入30 ml甲醇中并在80℃溶解后，加入30 ml离子交换水，将混合物冷却至25℃。冷却后加入0.5 ml(10滴)0.1重量%的酚酞溶液。有机酸的总量通过用0.1 mol/l氢氧化钾(乙醇溶剂)中和滴定来测定。
接着，将1g十二烷基硫酸钠溶解在500 ml离子交换水中。在用三叶螺旋桨在25℃、400 rpm下搅拌的同时，添加1g食品用包覆有机酸粉末。然后，将混合物搅拌10分钟。在40ml搅拌的悬浮液通过滤纸过滤后，精确称量20g滤液并与60 ml离子交换水和0.25 ml(5滴)0.1重量%酚酞溶液混合。有机酸的溶解量通过用0.01 mol/l氢氧化钠中和滴定来测定。
由有机酸的总量和溶解量，使用下式计算溶解速率：
溶解速率 (%) = (每1g食品用包覆有机酸粉末的溶解量) / (每1g食品用包覆有机酸粉末的有机酸总量) × 100
本发明中的食品用包覆有机酸粉末在与其它粉末原料混合时难以产生偏析。因此，包覆有机酸粉末可以与粉末状有机酸及其盐混合以制备保质期改善剂，其保质期改善效果不易发生变化。
可与本发明中的食品用保质期改善剂混合的粉末状有机酸及其盐只要是可在食品中使用的即可，没有特别限定。粉末状有机酸及其盐的实例包括乙酸、丙酸、山梨酸和乳酸，以及它们的钠盐、钾盐和钙盐。其中，乙酸钠、丙酸钠、山梨酸和山梨酸钾由于其抑菌作用而是优选的，乙酸钠是更优选的。
本发明中的食品用保质期改善剂中的粉末状有机酸及其盐的比例，相对于上述食品用包覆有机酸粉末100重量份，优选为50～500重量份，更优选为60～450重量份，进一步优选为70～400重量份。
本发明中的食品用保质期改善剂中的粉末状有机酸及其盐的中值粒径优选为100～400μm，更优选为130～370μm，进一步优选为150～350μm。如果中值粒径小于100μm或大于400μm，则在保存和运输过程中可能发生偏析。
本发明中的食品用保质期改善剂中，除了上述食品用包覆有机酸粉末和粉末状有机酸及其盐之外，还可以根据其目的而含有其他粉末状成分。可以包含在保质期改善剂中的粉末状成分没有限制，只要它们可以被添加到食品中。粉末状成分的实例包括抗菌剂如甘氨酸、月桂基硫酸硫胺和溶菌酶；赋形剂如淀粉和糊精；以及防结块剂如磷酸三钙、精细二氧化硅、支链淀粉、乳酸钙和碳酸钙。
可以应用本发明中的食品用保质期改善剂的食品可以是通过加热处理来加工的任何食品。食品的实例包括加工肉制品如香肠、汉堡包、肉丸、饺子、烧麦、炸丸子、炸猪排、炸鸡和油炸食品；海鲜酱制品如鱼饼、鱼筒、蒸鱼酱、鱼火腿和鱼香肠；面条如乌冬面、荞麦面和中华面；面包如法式面包；以及填充物。
下面通过实施例进一步描述本发明。但是，本发明不受这些实施例的任何限制。
实施例
试验例1
有机酸颗粒的制备
在摆动锤式中粗粉碎机(Pulverizer® ACM-30, Hosokawa MicronCorporation)中以4800 rpm(螺杆进料：600 kg/h)将富马酸(Fuso Chemical Co., Ltd.)粉碎，得到富马酸颗粒。通过激光衍射粒度分析仪(Mastersizer® 2000, MalvernInstruments Ltd.)测定所得富马酸颗粒的中值粒径。结果示于表1。
[表1]
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
实施例1-3和比较例1-4
食品用包覆有机酸粉末的制备
按照表2-1和2-2中所示的比例制备包覆有机酸粉末A-G。除了上述试验例中获得的富马酸颗粒之外，下列材料也被用于制备包覆有机酸粉末。
· 氢化棕榈油 (熔点：58℃, Yokozeki Yushi Industry Co.)
· 单甘油脂肪酸酯 (Poem M200, Riken Vitamin Co., Ltd.)
将富马酸颗粒置于流化床包衣机(FD-MP-01, Powrex CORPORATION)中。将由氢化棕榈油构成的包覆剂或通过向氢化棕榈油中加入单甘油脂肪酸酯而获得的包覆剂在0.2MPa的喷雾压力、0.3 MPa的排出压力、4s/0.3s的排出时间/间隔、300 rpm的转子速度和90℃下加热熔融，并以25g/min的速率供给。通过在48-46℃的供气温度下冷却获得包覆富马酸(实施例1-3和比较例2和3)。
将富马酸颗粒加入到由在90℃下加热熔融的氢化棕榈油组成的包覆剂或通过将单甘油脂肪酸酯加入到氢化棕榈油中获得的包覆剂中。使用转盘式喷雾冷却装置(旋转雾化器系统)，将混合物以500g/m的流速滴加于转速为6,000 rpm、直径为75 mm的圆盘上，并在鼓风温度为10℃和内部温度为16-20℃的装置中喷雾，获得包覆富马酸粉末(对比例1和4)。
[表2-1]
Figure 415264DEST_PATH_IMAGE002
[表2-2]
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
粒度分布的测量
累积50%粒径(D50)是使用600μM、300μM、150μM、106μM和75μM的JIS筛，用微型电磁振动振筛机(M-2, Tsutsui Scientific Instruments有限公司)将规定量的粉末振摇10分钟，然后通过筛分法测得的。结果示于表3-1和3-2。
休止角、松装体积密度、振实体积密度和分散度的测量
使用Powder Tester(PT-X，Hosokawa Micron Corporation)来测量。使用孔径710μm的筛子在180秒的振动时间下测量休止角。通过使用孔径为710μm的筛子以1.5 mm的振幅和30秒的操作时间将样品从其正上方供应至静止的100 mL圆柱形容器中来测定松装体积密度；除去过量的样品；准确称量内容物。振实体积密度是在以18 mm的行程宽度振实180次之后的比重。分散度是通过从特定高度落下10g粉末并测定保留在置于底部的表面皿上的粉末量来评价。结果示于表3-1和3-2。
溶解速率的测量
将0.1g包覆有机酸粉末加入到30 mL甲醇中，然后在80℃下溶解该包覆有机酸粉末。然后加入30 mL离子交换水，将该混合物冷却到室温(约30分钟)。然后，加入0.5 ml (10滴) 0.1%酚酞溶液。富马酸的总量通过用0.1 mol/l氢氧化钾(乙醇溶剂)中和滴定来测定。
将1g十二烷基硫酸钠溶解在置于1L烧杯中的500 ml水中，然后使用三叶螺旋桨(孔径×叶片直径：6 ×45 mm)在400 rpm和室温下搅拌。向其添加约1 g的包覆有机酸粉末。10分钟后，收集30～40 mL悬浮液，用滤纸过滤，然后精密称量20g滤液。向滤液中加入约60 ml离子交换水，还加入0.25 ml (5滴) 0.1%酚酞溶液。富马酸的溶解量通过用0.01mol/L NaOH中和滴定来测定，然后溶解速率通过下式计算：
(每1g样品的溶解量)/(每1g样品的富马酸总量) ×100
结果示于表3-1和3-2。
偏析度的测量
通过将250g的上述实施例和比较例中制备的各包覆有机酸粉末与750g的乙酸钠混合来制备保质期改善剂。所得保质期改善剂的偏析度通过下述方法评价。结果示于表3-1和3-2。在试验中使用如下所示的乙酸钠。
· 乙酸钠(D50: 276 μm, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.)
将总量为1000g的食品用保质期改善剂从40 cm的高度经φ1.2 cm的漏斗落下1分钟，形成圆锥形堆。然后如图1所示那样对圆锥形堆中表层的底部(1)取样。对各取样的粉末进行中和滴定，并定量富马酸。使用下式计算偏析度。数值越高表示偏析度越高。偏析度 =(偏析试验前的富马酸浓度-表层底部(1)的富马酸浓度) / 偏析试验前的富马酸浓度
[表3-1]
Figure 519355DEST_PATH_IMAGE004
[表3-2]
Figure DEST_PATH_IMAGE005
。
可以确认，对于本发明的包覆有机酸粉末A～C，富马酸的溶解受到抑制，分散度低，因此粉末的飞散性受到抑制。
可以确认，本发明的食品A-C的保质期改善剂的偏析度低；将包覆富马酸和乙酸钠充分混合于保质期改善剂中；并且抑制了保质期改善剂的偏析。

Claims (13)

1.食品用包覆有机酸粉末，其包含具有涂层的有机酸颗粒，其中构成涂层的包覆剂主要包含氢化油，粉末的中值粒径为100-400 μm，休止角为35°-55°，且由下式表示的压缩比为8-25%：
压缩比 (%) = [振实体积密度 (g/cm3) - 松装体积密度 (g/cm3)] / 振实体积密度(g/cm3) × 100。
2.根据权利要求1所述的食品用包覆有机酸粉末，其中所述松装体积密度为0.30-0.65g/cm3，所述振实体积密度为0.50-0.70 g/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的食品用包覆有机酸粉末，其中所述压缩比为5-30%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的食品用包覆有机酸粉末，其中所述包覆剂主要包含熔点为50-70℃的氢化棕榈油和/或氢化牛脂油。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的食品用包覆有机酸粉末，其中所述有机酸颗粒的中值粒径是10-40 μm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的食品用包覆有机酸粉末，其中所述有机酸颗粒的比率为10-50重量%。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的食品用包覆有机酸粉末，其中用于所述包覆有机酸粉末的有机酸颗粒是选自富马酸、琥珀酸、酒石酸、己二酸、苹果酸、柠檬酸和山梨酸中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的食品用包覆有机酸粉末，其中所述有机酸在25℃的水中的溶解速率为4%以下。
9.食品用保质期改善剂，其包含权利要求1-8中任一项所述的食品用包覆有机酸粉末和粉末状有机酸及其盐。
10.根据权利要求9所述的食品用保质期改善剂，其中所述粉末状有机酸及其盐是选自乙酸、丙酸、山梨酸、乳酸及其钠盐、钾盐和钙盐中的一种或多种。
11.根据权利要求9或10所述的食品用保质期改善剂，其中相对于100重量份的食品用包覆有机酸粉体，所述粉末状有机酸及其盐的比例为50～500重量份。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的食品用保质期改善剂，其中所述粉末状有机酸及其盐的中值粒径是100-400 μm。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的食品用保质期改善剂，其中所述粉末状有机酸及其盐是乙酸钠。
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