CN1283454A - 制备含脂溶性物质的小珠的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备在明胶基质中含脂溶性物质的小珠的方法,该方法包括通过辐射或酶法而交联明胶。

Description

制备含脂溶性物质的小珠的方法
本发明涉及一种制备含脂溶性物质的小珠的方法。
按美国专利4670247，通过下列方法制备了脂溶性小珠：将选自维生素A、D、E、K及其衍生物，类胡萝卜素，多不饱和脂肪酸和调味料或香料的脂溶性物质与水、明胶和糖乳化，再进一步将所述乳液转化成液滴，将液滴收集于收集粉末中而形成微粒，将该微粒与淀粉质收集粉末分离，再热处理生成的产物而形成水不溶性小珠。选定的脂溶性物质优选是醋酸维生素A或棕榈酸维生素A。所述糖是还原糖并且可选自果糖、葡萄糖、乳糖、麦芽糖、木糖及其混合物。根据美国专利4670247，应用的收集粉末是一种淀粉质粉末。不过，还可应用其它粉末，例如硅酸钙(EP 0867177A)、铝硅酸钙、磷酸三钙、硅酸或纤维素。热处理导致明胶基质的交联。按常规加热方法，该交联步骤是通过在电炉内预热的不锈钢浅盘上在约90℃(达2h)～约180℃(少于一分钟)的温度下加热而进行的。
这些通过加热的常规交联方法所具有的缺点是由于热处理的不一致性而导致的交联不均一。
此外，现有技术方法通常不太令人满意，因为在它们的操作中消耗太多能量，所以，它们不经济。
现已发现了，当通过暴露于辐射中或者通过应用酶而进行所述交联步骤时，就能克服这些缺点。
因此，本发明提供了一种制备含脂溶性物质的小珠的方法，该方法包括：(ⅰ)形成脂溶性物质、明胶、还原剂以及任选抗氧化剂和／或湿润剂的含水乳液；(ⅱ)任选添加交联酶；(ⅲ)将该乳液转化成干粉末；(ⅳ)或者通过暴露于辐射中或者在酶存在的情况下通过保温使涂布的微粒中的明胶基质交联。
本文应用的术语“脂溶性物质”表示：选自维生素A、D、E、K及其衍生物的维生素；类胡萝卜素，多不饱和脂肪酸和调味料或香料及其混合物。一类优选的脂溶性物质是维生素A及其衍生物，优选是醋酸维生素A或棕榈酸维生素A。合适的类胡萝卜素例如是β-胡萝卜素、虾青素、阿朴胡萝卜素醛、角黄素、阿朴酯(apoester)、柑桔皮类胡萝卜素、玉米黄质、叶黄素和蕃茄红素。多不饱和脂肪酸的实例例如是亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸、十二碳五烯酸等。
本文应用的术语“还原剂”表示还原糖或还原糖衍生物。优选的还原糖化合物是：单糖，优选为戊糖和己糖；以及寡糖，优选为二糖。单糖的实例是葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、塔罗糖和转化糖(葡萄糖和果糖的混合物)作为己糖，以及阿拉伯糖、核糖和木糖(作为戊糖)，苏糖(作为四糖)，甘油醛(作为丙糖)。寡糖的实例是乳糖、麦芽糖等。此外，高果糖玉米糖浆(果糖和葡萄糖的混合物)也可用于本发明的实施中。
本文应用的术语“抗氧化剂”包括：丁基化羟基苯甲醚(BHA)、丁化羟基甲苯(BHT)、乙氧基喹啉(6-乙氧基-1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉)、生育酚等。
本文应用的术语“湿润剂”包括：甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、丙二醇等。
本文应用的术语“辐射”表示将会引起糖的羰基与明胶分子的游离氨基部分之间的反应的任何辐射源。合适的辐射源是在选自紫外、可见和红外范围的范围内辐射的光源，或者电磁辐射源(例如微波)。
术语“微波”表示频率在约900MHz～约2，45GHz范围内的电磁波。这些波很容易被具有极性基团的电介质(例如水)吸收，所以，当这种电介质暴露于约700～约1000瓦的微波能时，它的分子经受高速内振动而导致热的产生。
交联过程优选通过提供高效加热和交联效果的微波加热而进行。通过应用微波能交联的小珠不溶于水并且尤其在饲料的生产过程(例如挤出和制粒)中具有高稳定性。
本文应用的术语“交联酶”表示转移酶，特别是转谷氨酰胺酶，它通过肽键的形成偶联氨基酸。于是，催化了糖的羰基与明胶分子的游离氨基部分之间的反应。市场上有一种合适的转谷氨酰胺酶，商品名为“ACTIVA TI”(Ajinomoto)。待应用的转谷氨酰胺酶的量是约0．01g／g～约0．10g／g明胶。
还可在本发明的乳液中掺入少量其它组分，例如乳化剂(诸如卵磷脂)，增充剂和稳定剂，着色剂。
本发明方法的第一步包括将脂溶性物质与水、明胶和还原剂以及任选与抗氧化剂和／或湿润剂乳化。
所述脂溶性物质可存在的量是约1wt％～约80wt％，优选约5wt％～约40wt％。
可应用任何来源的明胶。优选的明胶得自猪或牛并且具有80～160、尤其140的布卢姆数(Bloom No．)。明胶可存在的量为约5wt％～约70wt％，优选约20wt％～约60wt％。
所述还原剂可存在的量为约2wt％～约20wt％，优选约5wt％～约10wt％。
所述抗氧化剂可存在的量为约2wt％～约15wt％，优选约5wt％～约10wt％。
所述湿润剂可存在的量为约2wt％～约20wt％，优选约5wt％～约10wt％。
乳液的制备可通过本领域技术人员熟知的方法进行。例如，借助于温和加热将明胶溶于水，再在该明胶溶液中分散或乳化所述脂溶性物质。在添加脂溶性物质之前或之后可将所述还原剂以及任何其它组分导入该混合物。搅拌该混合物直至所有的分散胶体被均匀地分布；如果必要的话，将该混合物通过均化器。
然后通过已知方法干燥该乳液，例如通过喷雾干燥，诸如喷入收集粉末(例如美国专利4670247中描述的淀粉质粉末)。
在酶法交联的情况下，恰在将乳液喷入收集粉末之前添加酶。
通过已知方法在收集粉末中形成的含脂溶性物质的微粒应被干燥到小于10％的含湿量。
涂布的微粒中明胶基质的交联或者通过暴露于辐射中或者在酶存在的情况下通过保温而引起。
就含酶的小珠组合物来说，涂布的微粒的交联是通过在酶保持稳定的温度(例如，至多40℃)下对酶进行保温而实现的。如果合适的话，在酶促交联操作之后接着进行US4670247中描述的热处理。
酶促交联方法导致活性组分更小的热应力(thermal stress)。此外，该交联反应导致均匀交联的产物。
由微波引起的交联过程是在搅拌下应用微波炉(例如在1000瓦下达10分钟)进行的。该交联方法保证均匀加热并防止局部过热。所以，交联反应导致均匀交联的产物。
通过如下实施例阐述了本发明：实施例1和2是对比实施例，实施例3～5是本发明的实施例。
实施例1
将77．8g布卢姆数为140的明胶、15．4g果糖和13．6g甘油置于500ml双壁容器中，添加100ml去离子水，在用粉碎机片以1000转／分(rpm)搅拌下和大约65℃时将该混合物变成溶液，该溶液被称为基质溶液。随后，在该基质中乳化39．4g晶状醋酸维生素A(2．8兆IU／g)和10．2g BHT(抗氧化剂)的混合物并搅拌5分钟。在乳化和搅拌过程中，在4800rpm下操作粉碎机片。该乳化后，乳液内相的平均粒径是约340nm(通过激光衍射测定的)。用100ml去离子水稀释该乳液并将温度保持在65℃。
接着将1300g玉米淀粉(用硅酸流化过)置于实验室喷盘(spray pan)中并冷却到至少0℃。应用旋转式喷嘴将乳液喷入喷盘。将这样获得的涂布了玉米淀粉的微粒筛分(筛分粒度级0．16～0．63mm)去掉多余的玉米淀粉并应用空气流在室温下干燥。获得201g涂布了玉米淀粉具有突出的流动性能的微粒，这些微粒被完全干燥了并且能很好地加工。
至于热处理，将160g上述微粒放入一个1000ml玻璃烧杯并置于油浴(oil bad)中。在135℃的加热过程中用特氟隆搅拌器(300rpm)搅拌该微粒。该热处理导致明胶基质的交联(美拉德反应)。终产品中的维生素A含量是502’300IU／g，交联度是91％，干燥损耗是2．8％。交联度是通过将产品以4％的浓度分散于55℃的水中测定的。于是，以％维生素A含量表示的释放的维生素A被测定为交联度。
实施例2
在与实施例1类似的实验中，用木糖代替果糖。产量是193g，维生素A含量是577’050IU／g，交联度是96％，干燥损耗是0．3％。
实施例3
类似地重复实施例1，但恰在将乳液喷入玉米淀粉之前添加4．0g酶(得自日本Ajinomoto的转谷氨酰胺酶ACTIVA TI)。在喷射后，在35℃下保持该微粒／乳液混合物达六小时。将该酶法涂布的微粒筛分而去掉多余的玉米淀粉并类似于实施例1那样干燥。产量是208g，维生素A含量是475’500IU／g，交联度是57％，干燥损耗是5．7％。
实施例4
合并实施例3的两次试验(总计：425g)。类似于实施例1那样热处理160g该酶法交联的微粒。该产品的维生素A含量是516’600IU／g，交联度是93％，干燥损耗是0．3％。
实施例5
不按实施例1中描述的那样热处理，而是将50g维生素A含量为800’000IU／g的微粒置于250圆底烧瓶中用微波炉(LAVIS 1000 MultiQuant)热处理10分钟。在1000瓦的热处理过程中，用特氟隆搅拌器搅拌该微粒。热处理后的维生素A含量是727’800IU／g，交联度是85％，干燥损耗是1．1％。
实施例2～5中描述的所有产品都具有与实施例1的产品同样好的工业适用性能。

Claims (14)

1．一种制备含脂溶性物质的小珠的方法，该方法包括：
(ⅰ)形成脂溶性物质、明胶、还原剂以及任选抗氧化剂和／或湿润剂的含水乳液；
(ⅱ)任选添加交联酶；
(ⅲ)将该乳液转化成干粉末；
(ⅳ)或者通过暴露于辐射中或者在酶存在的情况下通过保温使涂布的微粒中的明胶基质交联。
2．权利要求1的方法，其中，所述脂溶性物质是：选自维生素A、D、E、K及其衍生物的脂溶性维生素；类胡萝卜素，多不饱和脂肪酸，调味剂或香料及其混合物。
3．权利要求2的方法，其中，所述脂溶性物质是维生素A及其衍生物，优选是醋酸维生素A或棕榈酸维生素A。
4．权利要求1～3任一项的方法，其中，所述还原剂是还原糖或还原糖衍生物。
5．权利要求4的方法，其中，所述还原糖选自葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、塔罗糖、转化糖、阿拉伯糖、核糖、木糖、乳糖、麦芽糖和高果糖玉米糖浆。
6．权利要求1～5任一项的方法，其中，所述交联是通过暴露于辐射源而引起的。
7．权利要求6的方法，其中，所述交联是通过微波引起的。
8．权利要求1～5任一项的方法，其中，所述交联是通过酶引起的。
9．权利要求8的方法，其中，所述酶是转移酶，优选是转谷氨酰胺酶。
10．权利要求9的方法，其中，转谷氨酰胺酶存在的量是约0．01g／g～约0．10g／g明胶。
11．权利要求1～10任一项的方法，其中，所述乳液包含：
约1wt％～约80wt％、优选约5wt％～约40wt％脂溶性物质；
约5wt％～约70wt％、优选约20wt％～约60wt％明胶；
约2wt％～约20wt％、优选约5wt％～约10wt％还原剂；
任选约2wt％～约15wt％、优选约5wt％～约10wt％抗氧化剂；以及
任选约2wt％～约20wt％、优选约5wt％～约10wt％湿润剂。
12．权利要求1～11任一项的方法，其中，存在一种抗氧化剂和一种湿润剂。
13．权利要求1～12任一项的方法，其中，通过喷雾干燥入收集粉末、优选为淀粉质粉末中而将乳液转化成干粉末。
14．上文描述的、尤其参照所述实施例的新方法。
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