EP3334420A1 - Procede d'encapsulation - Google Patents

Procede d'encapsulation

Info

Publication number
EP3334420A1
EP3334420A1 EP16744763.0A EP16744763A EP3334420A1 EP 3334420 A1 EP3334420 A1 EP 3334420A1 EP 16744763 A EP16744763 A EP 16744763A EP 3334420 A1 EP3334420 A1 EP 3334420A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
matrix
vanillin
substances
substance
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16744763.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Martin Eduard GLASIUS
Sandrine BODIN
Cédric HUMBLOT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhodia Operations SAS
Original Assignee
Rhodia Operations SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Operations SAS filed Critical Rhodia Operations SAS
Publication of EP3334420A1 publication Critical patent/EP3334420A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L27/00—Spices; Flavouring agents or condiments; Artificial sweetening agents; Table salts; Dietetic salt substitutes; Preparation or treatment thereof
    • A23L27/70—Fixation, conservation, or encapsulation of flavouring agents
    • A23L27/72—Encapsulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P10/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the products
    • A23P10/30—Encapsulation of particles, e.g. foodstuff additives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1617—Organic compounds, e.g. phospholipids, fats
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1682—Processes
    • A61K9/1694—Processes resulting in granules or microspheres of the matrix type containing more than 5% of excipient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Preparation or treatment thereof
    • A23L2/52—Adding ingredients
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2300/00—Processes
    • A23V2300/10—Drying, dehydrating

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of the food industry, and more specifically that of food flavorings and their shaping.
  • the present invention may have applications outside this technical field, and apply for example to the shaping of pharmaceutical active ingredients.
  • Other technical fields may be concerned, including perfumery and cosmetics.
  • This matrix is conventionally chosen from sugars, such as starches, maltodextrins and other polysaccharides or gums.
  • International application WO 94/06308 for example describes a technique for encapsulating a flavor in a molten matrix.
  • One of the problems of encapsulation of flavors is at the time of release of said flavor during the manufacture, storage and consumption of a food product.
  • the usual aroma encapsulation matrices are not soluble in chocolate during the preparation steps. It is therefore necessary for the moment to provide different layouts depending on the intended application.
  • Vanillin and ethyl vanillin are compounds well known in the food aroma field.
  • many literature documents offer methods for encapsulating the vanilla aroma.
  • the use as a flavor or masking agent of vanillin and ethyl vanillin has been described in solid compositions which can be obtained by encapsulation (see, for example, International Application WO 02/49607).
  • the presence of another encapsulating material is necessary. To the inventors' knowledge, it has never been described or suggested in the literature to use vanillin or ethyl vanillin as encapsulating material.
  • the TEVA group has described in international applications WO 03/082247 and WO 2007/117661 a pharmaceutical carrier consisting of microparticles of a drug deposited on support particles. These microparticles are obtained by forming a solid solution of a drug in a sublimable support on the surface of a support particle, then the elimination of said sublimable support. Vanillin is described as being a sublimable carrier. However, this sublimable support is not used as a drug encapsulation matrix because it is eliminated.
  • the patent application US 2014/0148507 also describes a solid pharmaceutical composition obtained by melting. However, the concentration of pharmaceutical active ingredient in the final solid composition is at least 80% by weight, the excipient representing at most 20% by weight of the final composition. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • the invention relates to a method of encapsulation of one or more substances by a matrix, said method comprising the preparation of a mixture of said matrix in the liquid state with said substance or substances, and then the solidification of the mixture obtained the concentration of substances encapsulated in the matrix being between 1 ppb and 50% by weight, said matrix consisting of vanillin or ethyl vanillin or an equimolar vanillin / ethyl vanillin mixture.
  • said substance or substances may be chosen from flavoring compositions, flavor enhancers and pharmaceutical active principles.
  • the step of preparing the mixture of the matrix with said substance or substances consists of melting said matrix and mixing said substance or substances with said matrix in the molten state.
  • the step of preparing the mixture of the matrix with said substance or substances comprises mixing said substance or substances with said matrix in the solid state, and then melting the mixture thus obtained.
  • the step of preparing the mixture of the matrix with said substance or substances consists in solubilizing said matrix in a solvent and in mixing said substance or substances with said matrix in solution.
  • the solidification step may consist of crystallization, bulk solidification, flaking, pelletizing, spray drying, lyophilization, vacuum drying, granulation, fluid bed drying, or prilling.
  • the subject of the invention is also the solid compound comprising a matrix in which one or more substances are encapsulated, said matrix consisting of vanillin or a vanillin / ethyl vanillin mixture.
  • This solid compound can be advantageously used as a flavor in the field of food and feed, pharmacy, as a perfume in the cosmetics, perfumery and detergency industry, or as a active ingredient encapsulated in the field of pharmacy.
  • the inventors have found that the use of a matrix chosen from vanillin, ethylvanillin and vanillin / ethyl vanillin mixtures allows simple and effective encapsulation of one or more substances of interest, and in particular flavoring compounds.
  • this encapsulation makes it possible to increase the shelf life of said substances.
  • the encapsulated substance can be more easily stored.
  • its encapsulation according to the method of the invention makes it possible to avoid problems of odor clearance and contamination of other products stored nearby.
  • the improvement of the shelf life can be measured by a person skilled in the art by verifying, after a determined period of storage, the quality and / or the quantity of encapsulated substance remaining. This analysis can be done qualitatively, for example by organoleptic tests, or analytically, for example by gas chromato graphy type analysis.
  • the increase in the shelf life can be measured by comparison with the same substance shaped on any other type of medium known to those skilled in the art.
  • Another advantage of the process according to the invention lies in the fact that the encapsulation matrix is fat-soluble.
  • the encapsulated substance will be released in the fat. This property is particularly interesting for use in the field of chocolate.
  • vanillin, ethyl vanillin and vanillin / ethyl vanillin mixtures can play both the role of aroma and encapsulation matrix. It is therefore not necessary to add another ingredient whose function is to support or encapsulate the aromas.
  • the final formulation can therefore be simpler, with fewer ingredients and thus create fewer regulatory constraints.
  • vanillin, ethyl vanillin or a vanillin / ethyl vanillin mixture act as a matrix for the encapsulation of substances.
  • Vanillin or 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde and ethylvanillin or 3-ethoxy-4-hydroxybenzaldehyde are widely used products in many fields of application as aroma and / or perfume.
  • the vanillin and ethyl vanillin used in the process according to the invention may have been produced by chemical synthesis.
  • the vanillin may have been produced according to a biochemical process, in particular a fermentation process.
  • vanillin may have been extracted from pod.
  • the encapsulation matrix is natural vanillin, for example vanillin obtained by a fermentation process or vanillin extracted from a pod.
  • the matrix may be vanillin or ethyl vanillin.
  • a mixture of vanillin and ethyl vanillin in any proportion is described herein.
  • said mixture is an equimolar mixture of vanillin and ethyl vanillin.
  • This compound has a melting point of 48 ° - 49 ° C.
  • Other mixtures of vanillin and ethylvanillin are known, especially the mixture of vanillin and ethyl vanillin in a vanillin / ethyl vanillin molar ratio of 2.
  • This compound has a point melting point of 59 ° C - 60 ° C.
  • the preparation of such a mixture is described in particular in the documents WO 2010/046239 and WO 2011/042365.
  • the encapsulated substance can be of different nature.
  • the matrix can be used to encapsulate a single type of substance or a mixture of several substances. Thus, several different substances can be encapsulated together.
  • the encapsulated substance (s) are necessarily different from the encapsulation matrix.
  • the encapsulated substance is a flavoring compound.
  • flavoring compound refers in particular to molecules used as an aroma or perfume that are involved in a mechanism in which the organs of taste and / or olfaction are involved.
  • the flavoring compounds may in particular be molecules having at least one heteroatom selected from nitrogen, oxygen and sulfur.
  • the said molecules may be cyclic or acyclic, saturated or unsaturated.
  • Examples of flavoring compounds include alcohols, aldehydes, ketones, esters, ethers, acetates, nitriles, terpenes, nitrogenous or sulfur-containing heterocyclic compounds and essential oils.
  • a flavoring compound may be of natural or synthetic origin. Examples of flavoring compounds may be found in S. Arctander's book, "Perfume and Flavor Chemicals", 1969 and later.
  • a person skilled in the art may refer to the substances identified by the FEMA GRAS TM program, as well as to the substances mentioned in the positive list established by the European Union with a FLAVIS number (the Substance Information System). flavoring agents of the European Union).
  • said flavoring compounds may be chosen from saturated and unsaturated aliphatic alcohols, saturated and unsaturated aliphatic aldehydes, saturated and unsaturated aliphatic acetals, saturated and unsaturated aliphatic ketones, saturated and unsaturated aliphatic acids and aliphatic esters.
  • ketoesters and hydroxyesters saturated and unsaturated aliphatic sulfur compounds, including thiols and sulfides, unsaturated aliphatic hydrocarbons, alicyclic ketones, alicyclic enolones, alicyclic esters, alicyclic sulfur compounds, terpene alcohols, terpenic aldehydes, terpenic acetals, terpene ketones, terpenic acids, terpene esters, terpene lactones, terpene oxides, aromatic alcohols, aromatic aldehydes, aromatic ketones, aromatic acids solids, aromatic esters, phenols, esters of phenol, aromatic ethers, aromatic oxides, aromatic lactones, aromatic sulfur compounds, aromatic nitrogen compounds, aromatic hydrocarbons, heterocyclic lactones, heterocyclic esters, sulfur-containing furans, unsulfurized furans, pyrans, dioxolanes, actinidiolides, pyrroles,
  • flavoring composition refers in particular to the formulation of an aroma by combining several flavoring compounds.
  • a flavoring composition may typically contain between 2 and 100 different flavoring compounds.
  • the flavoring compound and the flavoring composition may optionally be preformulated with additives, especially those typical of the food industry, including a carrier or a solvent.
  • the encapsulated substance is an aroma enhancer.
  • flavor enhancer refers in particular to a substance or a set of substance that does not substantially modify the aroma but increases its intensity.
  • An aroma enhancer can be of natural or synthetic origin.
  • an aroma enhancer may be selected from sodium and potassium salts, for example sodium chloride and potassium chloride, maltol, ethylmaltol, furanol, sodium L-glutamate (GMS), inosine-5'-monophosphate (IMP), 5-guanosine monophosphate (GMP), hydrolysed vegetable proteins (HPV), yeast extracts, amino acids and sauce extracts such as for example broths, soy sauce, spicy sauces, fish sauce, oyster sauce.
  • an aroma enhancer may be selected from sodium and potassium salts, for example sodium chloride and potassium chloride, maltol, ethylmaltol and furanol.
  • an aroma enhancer may be chosen from the substances described in the international application WO 2008/105652, and in particular in the following group: lactoyl vanillin, lactoyl ethylvanillin, lactoyl isovanillin, lactoyl p-hydroxybenzaldehyde, p lactoyl-hydroxy-m-methoxycinnamaldehyde, lactoyl p-hydroxy-m-methoxycinnamate, lactoyl vanillinate, lactoyl homovanillinate, lactoyl-m-hydroxybenzoic acid, lactoyl isovanillinate, lactoyl-p-hydroxy-m-methoxyacetophenone, octyl vanillin, decanoyl vanillin, succinate divanillyl, lactoyl-o-hydroxy-m-methoxybenzaldehyde, lactoyl eugenol, gluconyl vanillin, and the salts and edible esters
  • Encapsulation of an aroma enhancer in a vanillin or ethylvanillin matrix may result in the preparation of a solid compound having an aroma of vanillin or amplified ethyl vanillin.
  • the solid compound thus obtained is of particular interest in the food field because it can be used in the same way as a vanillin or a pure ethylvanillin, while delivering a more powerful note. Conversely, an industrialist can use this compound in a smaller quantity while keeping an equivalent power.
  • the encapsulated substance is a pharmaceutical active ingredient.
  • the encapsulation of pharmaceutical active principle is an important technical field insofar as it is essential that the active ingredient is not degraded before ingestion or application.
  • the use of vanillin or ethylvanillin or of their mixture as an encapsulation matrix is particularly advantageous in this context because vanillin and ethylvanillin are edible and their aroma can serve as a mask for an unpleasant taste.
  • the encapsulated substance may also be chosen from additives that can be used in the food industry, such as dyes, antioxidants, preservatives, masking agents, and mixtures thereof in all proportions.
  • the concentration of the substance encapsulated in the matrix may be between 1 ppb and 50% by weight.
  • the concentration of each substance encapsulated in the matrix may be greater than or equal to 1 ppb and the sum of the concentrations of all the substances less than or equal to 50% by weight.
  • the concentration of encapsulated substance is preferably between 1 ppb and 10% by weight, more preferably between 10 ppm and 5% by weight. Such concentrations may especially correspond to concentrations of a ready-to-use food flavoring, usable for example in the food industry. According to another embodiment, the concentration of encapsulated substance is preferably between 1% and 50% by weight, more preferably between 10% and 50% by weight.
  • the encapsulant matrix preferably represents at least 50% by weight, relative to the total weight of the solid compound obtained.
  • the encapsulating matrix is from 50% to 99.9999999% by weight, more preferably from 50% to 99.999%).
  • the encapsulating matrix may represent between 90% and 99.9999999% by weight, more preferably between 95% and 99.999% by weight.
  • the encapsulating matrix may represent between 50% and 99% by weight, more preferably between 50% and 90% by weight.
  • the encapsulation process according to the invention comprises preparing a mixture of said matrix in the liquid state with said substance and then solidifying the mixture.
  • the mixture thus prepared can thus be homogeneous or heterogeneous: it can comprise the matrix and the substance to be encapsulated, said matrix being at least partly in liquid form and the substance to be encapsulated being partially or totally in liquid form or partially or totally in the form of solid.
  • the step of preparing the mixture of the matrix with the substance to be encapsulated consists of solubilizing said matrix in a solvent and mixing said substance with said matrix in solution.
  • the solvent that can be used must be chemically inert to vanillin or ethyl vanillin and remain inert when heated in the temperature range defined below.
  • solvents which can be used in the compositions of the invention it is possible to use a polar, protic or aprotic solvent or a mixture of solvents.
  • Non-limiting examples of solvents suitable for the present invention :
  • alcohols preferably aliphatic or arylaliphatic alcohols, and more preferentially methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, phenylethyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, glycerol,
  • the preferably aliphatic ether-oxides and more particularly diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether, di-tert-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether;
  • alkyl or arylalkyl esters of carboxylic, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic acids preferably alkyl acetates, and more preferably ethyl acetate, propyl acetate, acetate of isopropyl, butyl acetate, as well as benzyl salicylate, methyl laurate, methyl benzoate, ethyl citrate, triacetylglycerol or triacetin, the ester of glycerol and acetic acid,
  • ketones preferably MEK (methyl ethyl ketone)
  • cyclic or non-cyclic hydrocarbons preferably cyclohexane, halogenated solvents, preferably dichloromethane,
  • the solvent is selected from the group consisting of water, ethanol, ethyl acetate, supercritical CO 2 and mixtures thereof.
  • the amount of solvent used depends in particular on the nature of the solvent and the solubilization temperature. Generally, the lower the solubilization temperature, the higher the amount of solvent.
  • the amount of solvent used, expressed by weight relative to the weight of solids (matrix + substances to be encapsulated) generally varies between 5% and 99%.
  • the mixture may optionally be heated to a temperature preferably between 40 ° C and 120 ° C and more preferably between 50 ° C and 85 ° C to facilitate the dissolution of vanillin and ethyl vanillin.
  • the solvent is preheated preferably between 40 ° C and 120 ° C and more preferably between 50 ° C and 85 ° C, then the matrix and the substance or substances to be encapsulated are introduced into the solvent. The mixture is stirred for a period of between 1 second and 120 minutes.
  • the step of preparing the mixture of the matrix with the substance to be encapsulated can be carried out without a solvent.
  • This embodiment advantageously makes it possible not to have to add additional solvent.
  • the step of preparing the mixture may consist of melting said matrix and mixing said substance or substances with said matrix in the molten state, or else mixing said substance or substances with said matrix in the solid state, and then making melt the mixture thus obtained.
  • This step can consist in charging the matrix and the substance or substances to be encapsulated in a device, separately or in a mixture, and heating the mixture obtained to a temperature preferably between 60 ° C. and 90 ° C., and more preferably preferred between 70 ° C and 80 ° C.
  • This operation is generally carried out with stirring in any device, in particular in a tank equipped with a conventional heating device as for example a heating system by electrical resistances or by circulation of a coolant in a double jacket or in a heated chamber such as oven, oven.
  • the preparation of this molten mixture is carried out under an inert gas atmosphere, which is preferably nitrogen.
  • an inert gas atmosphere which is preferably nitrogen.
  • it is not excluded to work in humid air or under dry air.
  • the mixture is maintained at the chosen temperature until the melt is obtained.
  • the solidification step may be carried out according to any suitable method known to those skilled in the art. It may include crystallization, bulk solidification, flaking, pelletizing, spray drying, lyophilization, vacuum drying, granulation, fluid bed drying, or prilling.
  • Crystallization can be carried out when the mixture of the matrix with the substance or substances has been made in solution in a solvent.
  • the dissolved product may be crystallized according to the conventional techniques of the art (by evaporation, by solvent depletion or by cooling), preferably by cooling.
  • crystallization can be caused by cooling the solution. If the solution has been prepared between 40 ° C and 90 ° C, cooling at room temperature is generally sufficient but it can also be carried out at a temperature up to 0 ° C. In the following description, the term "ambient temperature” refers in particular to a temperature between 15 ° C and 25 ° C, preferably between 18 ° C and 22 ° C. If the solution has been prepared at room temperature, cooling to a temperature between 0 ° C and 10 ° C and more preferably between 0 ° C and 5 ° C may be useful to cause crystallization of the compound of the invention. Seeding by introducing seeds into the liquid mixture is possible. Whatever the preparation variant, the crystallized product can be separated according to conventional solid / liquid separation techniques, preferably by filtration or centrifugation.
  • the mixture of the matrix with the substance or substances to be encapsulated When the mixture of the matrix with the substance or substances to be encapsulated has been made without solvent, the mixture can be easily solidified en masse.
  • the molten product can be transferred into any container, for example a stainless steel tray, which will allow recover the product easily after solidification. Cooling of the molten mixture can be effected by regulating the cooling temperature by any known means, preferably in the absence of any agitation.
  • Crystallization or bulk solidification can be carried out on a suitable inert carrier to allow easy recovery of the product after solidification.
  • the solidification can take place on a specific support, for example porous, which is not intended to be separated from the product after solidification, especially a food support.
  • the solidified mixture obtained can be shaped and different techniques can be envisaged.
  • Another shaping can be performed by implementing the technique of peeling or pelletizing on a cylinder or tape.
  • the molten mixture is brought into contact with a cylinder or a cooled metal strip, then scraping with a knife the film or solidified drops obtained, recovering the solidified compound in the form of flakes or pellets.
  • Post-treatment steps of the solidified compound may be carried out, for example drying and / or milling.
  • a drying operation can be carried out in a conventional drying device such as, for example, an oven, a tray dryer, a fluidized bed, a vacuum oven, etc. Drying can be carried out under air or under a gas atmosphere inert, preferably under a nitrogen atmosphere. It is also possible to carry out the drying in an enclosure under reduced pressure, for example under a pressure of between 1.5 Pa and 70 Pa. The duration of the drying can vary from 15 minutes to 2 hours.
  • Grinding can be implemented to obtain particles having a size compatible with the intended application.
  • the grinding operation can be carried out in conventional equipment such as a vane mill, a pin mill, a granulator.
  • the method according to the invention makes it possible to obtain a solid compound comprising a matrix in which at least one substance is encapsulated.
  • the term "encapsulated” describes all systems of variable size, shape and structure in which one or more substances are taken in a matrix.
  • the inclusion may be homogeneous or heterogeneous, with, for example, discrete inclusions of substances in the matrix or a core-shell structure.
  • the recovery of the substance by the matrix may not be complete.
  • the solidified matrix can be amorphous or crystalline.
  • the matrix and the encapsulated substance (s) may co-crystallize.
  • the composition prepared according to the process of the invention is preferably a divided solid composition, that is to say that it is in particulate or granular form, the granules having a size generally greater than the particles.
  • the size of said particles and / or granules varies for example between 10 ⁇ and 60,000 ⁇ and preferably between 500 ⁇ and 1,000 ⁇ .
  • the particles may also have a platelet form, these particles being called "scales", having a length of between 0.5 and 6 cm, preferably between 1 and 3 cm, a width of between 0.5 and 3 cm, preferably between 0.5 and 1.5 cm, and a thickness between 400 ⁇ and 1500 ⁇ , preferably between 500 ⁇ and 750 ⁇ .
  • the particle size expressed by the median diameter (d 50 ) can vary from 200 ⁇ to 1,000 ⁇ and is preferably between 500 ⁇ and 800 ⁇ .
  • the median diameter is defined as being such that 50% by weight of the particles have a diameter greater than or less than the median diameter.
  • One of the advantages of the solid compound according to the invention is the homogeneous dispersion of the substance to be encapsulated in the matrix. Indeed, when the quantities of substances necessary for use are very small, it may be difficult to disperse the substance properly. This is the case for example for a flavor in a food preparation.
  • the encapsulation of this substance in a vanillin or ethyl vanillin matrix makes it possible to pre-disperse said substance in a solid compound, which is easier to use subsequently.
  • the solid compound according to the invention can be used in many fields of application. It is very advantageously used as a flavor in the field of food and feed, pharmacy, as perfume in the cosmetics industry, perfumery and detergency, and as active ingredient encapsulated in the field of pharmacy.
  • the solid compound according to the invention is particularly suited to the field of chocolate, regardless of the form of implementation: chocolate plates,traction chocolates, fodder for chocolates.
  • the vanillin or ethyl vanillin matrix has the advantage of being soluble in chocolate.
  • the compound according to the invention thus makes it possible to solve the technical problem of the release of the flavors in the chocolate.
  • the compound according to the invention can be introduced during the tempering step or during the conching step, that is to say the mixing of the cocoa paste with the various ingredients, especially flavors, or after conching, by implementation in cocoa butter.
  • the compound according to the invention is used according to the type of chocolate, at a rate of 0.0005 g to 1 g per 1 kg of finished product: the highest contents found in chocolate for cover .
  • Another preferred field of application of the compound according to the invention is that of biscuit and pastry, and more particularly:
  • the basic elements present in the mixtures intended for the aforementioned industries are the proteins (gluten) and the starch which are most often brought by the wheat flour.
  • ingredients such as sucrose, salt, eggs, milk, fatty substances, possibly chemical yeasts (sodium bicarbonate or other artificial yeasts) or organic yeasts and flours are added to the flour.
  • the incorporation of the compound according to the invention is carried out during manufacture, depending on the desired product and is conducted according to the conventional techniques of the field in question (see in particular JL KIGER and JC KIGER - Modern Techniques of Biscuit, Pastry- Industrial and craft bakery, DUNOD, Paris, 1968, Volume 2, pp. 231 and following).
  • the compound according to the invention is introduced into the fatty substances which are involved in the preparation of the dough.
  • the compound according to the invention is introduced in an amount of 0.005 g to 1 g per kg of dough.
  • Another use of the compound according to the invention is the manufacture of fodder for biscuits or confectionery.
  • Yet another use of the compound according to the invention is the manufacture of sweets of all kinds: sugared almonds, caramels, nougats, boiled sweets, melting sweets and others.
  • the amount of compound according to the invention introduced into the products containing it depends on the more or less pronounced taste that is sought. Thus, the use doses may vary between 0.001% and 0.2% by weight of the product in which the compound is present.
  • the contents to be used are generally low, of the order of 0.02 g per 1 kg of finished product.
  • the compound according to the invention is also suitable for uses in the dairy industry and more particularly in flavored and gelled milks, entremets, yogurts, ice creams and ice creams.
  • the aromatization is by simple addition of the compound according to the invention, in one of the mixing stages required during the preparation of the product containing said compound.
  • the compound according to the invention can also be used in the preparation of vanillin sugar, that is to say the impregnation of the sugar with said compound, at a content of about 7 g expressed relative to 1 kg of final product.
  • the compound according to the invention can also be used in different drinks. These include, among others, grenadine and chocolate drinks. In particular, it can be used in instant beverage formulas delivered by vending machines for beverages, powdered flavored drinks, chocolate powder or in instant preparations in the form of powder for the preparation of desserts of all kinds. , flans, pastry, pancakes, after dilution with water or milk.
  • Another field of application of the compound according to the invention is the animal feed, especially for the preparation of feed meal for calves and pigs.
  • the recommended content is about 0.2 g per kg of flour to be flavored.
  • the compound according to the invention can find other applications as a masking agent, for the pharmaceutical industry (masking the drug odor) or for other industrial products (of the rubber, plastic, rubber ...) .
  • perfumes it is quite suitable in completely different fields such as cosmetics, the perfume industry or detergency. It can be used in cosmetics such as creams, milks, blushes and other products and also, as perfume ingredients, in perfume compositions, substances and scented products.
  • perfume compositions mixtures of various ingredients such as solvents, solid or liquid carriers, fixatives, various odorous compounds, etc., in which is incorporated the compound according to the invention, which is used to provide various types of of finished products the desired fragrance.
  • Fragrance bases are preferred examples of perfuming compositions in which the composition prepared according to the process of the invention can be advantageously used in a proportion of from 0.1% to 2.5% by weight.
  • the bases for perfume can be used for the preparation of many scented products such as, for example, toilet waters, perfumes, aftershave lotions; toiletries and personal hygiene products such as bath or shower gels, deodorant or antiperspirant products, whether in the form of sticks or lotions, talcs or powders of any kind; hair products such as shampoos and hair products of all types.
  • Another example of implementation of the compound according to the invention is the field of soap. It can be used at a content of 0.3% to 0.75%> of the total mass to be perfumed. Generally, it is associated in this application with benzoin resinoid and sodium hyposulphite (2%).
  • the compound according to the invention can find many other applications, in particular in air fresheners or any maintenance product.
  • the solid compound according to the invention can be used in the field of pharmacy, especially when the encapsulated substance is a pharmaceutical active ingredient.
  • Vanillin was weighed in a reactor and melted at a temperature of 85 ° C -
  • a fine powder was obtained. This is vanillin in which the flavoring compounds are encapsulated.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé d'encapsulation d'une ou plusieurs substances par une matrice, ledit procédé comprenant la préparation d'un mélange de ladite matrice à l'état liquide avec ladite ou lesdites substances, puis la solidification du mélange obtenu, ladite matrice étant constituée de vanilline ou d'éthylvanilline ou d'un mélange vanilline/éthylvanilline. Le composé solide ainsi obtenu est particulièrement intéressant dans le domaine de l'alimentation humaine et animale, de la pharmacie, en tant que parfum dans l'industrie des cosmétiques, de la parfumerie et de la détergence, ou en tant que principe actif encapsulé dans le domaine de la pharmacie. L'utilisation d'un composé choisi parmi la vanilline, l'éthylvanilline et les mélanges vanilline/éthylvanilline comme encapsulant est également un objet de la présente invention.

Description

PROCEDE D ' ENC AP SUL ATION
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine technique de l'industrie alimentaire, et plus spécifiquement celui des arômes alimentaires et de leur mise en forme. Cependant, la présente invention peut avoir des applications hors de ce domaine technique, et s'appliquer par exemple à la mise en forme de principes actifs pharmaceutiques. D'autres domaines techniques peuvent être concernés, notamment la parfumerie et la cosmétique.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On estime qu'environ 20% à 25% des arômes alimentaires vendus sont sous une forme encapsulée. L'encapsulation des arômes alimentaires est une technique bien connue dans le domaine technique. L'encapsulation est utile pour protéger les substances aromatisantes volatiles de l'évaporation et pour protéger les substances aromatisantes oxydables de la dégradation que pourrait causer l'oxygène de l'air, la chaleur, l'humidité ou du contact avec d'autres composés. Il existe plusieurs techniques d'encapsulation. On peut citer en particulier l'encapsulation par un matériau solubilisé, le séchage par atomisation, la lyophilisation, le séchage sous vide et l'encapsulation en lit fluidisé. Ces méthodes ont en commun le fait qu'elles utilisent un matériau servant de matrice pour l'encapsulation de l'arôme. Cette matrice est classiquement choisie parmi les sucres, tels que les amidons, les maltodextrines et autres polysaccharides ou les gommes. La demande internationale WO 94/06308 décrit par exemple une technique d'encapsulation d'un arôme dans une matrice fondue.
Un des problèmes de l'encapsulation d'arômes se situe au moment de la libération dudit arôme durant la fabrication, le stockage et la consommation d'un produit alimentaire. Par exemple, les matrices usuelles d'encapsulation d'arôme ne sont pas solubles dans le chocolat lors des étapes de préparations. Il est donc pour le moment nécessaire de prévoir des mises en forme différentes en fonction de l'application visée.
De plus, les méthodes de mises en forme alternatives à l'encapsulation dans une matrice ne conviennent pas à tous les arômes. L'arôme peut évoluer et se dégrader sur le support et certaines notes peuvent se volatiliser. C'est dans ce contexte que les inventeurs ont cherché une nouvelle méthode de mise en forme permettant de surmonter un ou plusieurs des inconvénients des méthodes actuelles.
La vanilline et l'éthylvanilline sont des composés bien connus dans le domaine alimentaire comme arôme. D'une part, de nombreux documents de la littérature proposent des méthodes pour encapsuler l'arôme vanille. D'autre part, il a été décrit l'utilisation comme arôme ou agent masquant de la vanilline et de l'éthylvanilline dans des compositions solides qui peuvent être obtenues par encapsulation (voir par exemple la demande internationale WO 02/49607). Cependant, la présence d'un autre matériau encapsulant est nécessaire. A la connaissance des inventeurs, il n'a jamais été décrit ni suggéré dans la littérature d'utiliser la vanilline ou l'éthylvanilline comme matériau encapsulant.
Dans le domaine pharmaceutique, le groupe TEVA a décrit dans les demandes internationales WO 03/082247 et WO 2007/117661 un vecteur pharmaceutique constitué de microparticules d'un médicament déposé sur des particules support. Ces microparticules sont obtenues en formant une solution solide d'un médicament dans un support sublimable à la surface d'une particule support, puis l'élimination dudit support sublimable. La vanilline est décrite comme pouvant être un support sublimable. Cependant, ce support sublimable n'est pas utilisé comme matrice d' encapsulation du médicament car il est éliminé. La demande de brevet US 2014/0148507 décrit également une composition pharmaceutique solide obtenue par fusion. Toutefois, la concentration en principe actif pharmaceutique dans la composition solide finale est d'au moins 80% en poids, l'excipient ne représentant qu'au maximum 20% en poids de la composition finale. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'invention a pour objet un procédé d' encapsulation d'une ou plusieurs substances par une matrice, ledit procédé comprenant la préparation d'un mélange de ladite matrice à l'état liquide avec ladite ou lesdites substances, puis la solidification du mélange obtenu, la concentration en substances encapsulées dans la matrice étant comprise entre 1 ppb et 50% en poids, ladite matrice étant constituée de vanilline ou d'éthyl vanilline ou d'un mélange équimolaire vanilline/ éthyl vanilline .
Avantageusement, ladite ou lesdites substances peuvent être choisies parmi les compositions aromatisantes, les exhausteurs de saveur et les principes actifs pharmaceutiques . Selon un mode de réalisation, l'étape de préparation du mélange de la matrice avec ladite ou lesdites substances consiste à faire fondre ladite matrice et à mélanger ladite ou lesdites substances avec ladite matrice à l'état fondu. Selon un autre mode de réalisation, l'étape de préparation du mélange de la matrice avec ladite ou lesdites substances consiste à mélanger ladite ou lesdites substances avec ladite matrice à l'état solide, puis à faire fondre le mélange ainsi obtenu. Selon encore un autre mode de réalisation, l'étape de préparation du mélange de la matrice avec ladite ou lesdites substances consiste à solubiliser ladite matrice dans un solvant et à mélanger ladite ou lesdites substances avec ladite matrice en solution.
L'étape de solidification peut consister en une cristallisation, une solidification en masse, un écaillage, un pastillage, un séchage par atomisation, une lyophilisation, un séchage sous vide, une granulation, un séchage en lit fluidisé, ou un prilling.
En outre, l'invention a aussi pour objet le composé solide comprenant une matrice dans laquelle sont encapsulées une ou plusieurs substances, ladite matrice étant constituée de vanilline ou d'un mélange vanilline/éthylvanilline. Ce composé solide peut être avantageusement utilisé en tant qu'arôme dans le domaine de l'alimentation humaine et animale, de la pharmacie, en tant que parfum dans l'industrie des cosmétiques, de la parfumerie et de la détergence, ou en tant que principe actif encapsulé dans le domaine de la pharmacie.
L'utilisation d'un composé choisi parmi la vanilline, l'éthyl vanilline et les mélanges vanilline/éthylvanilline comme encapsulant est également un objet de la présente invention.
Les inventeurs ont constaté que l'utilisation d'une matrice choisie parmi la vanilline, l'éthylvanilline et les mélanges vanilline/éthylvanilline permettait une encapsulation simple et efficace d'une ou de plusieurs substances d'intérêt, et notamment de composés aromatisants.
Avantageusement, cette encapsulation permet d'augmenter la durée de conservation desdites substances. La substance ainsi encapsulée peut être plus facilement stockée. Dans le cas où la substance encapsulée est un composé aromatisant, son encapsulation selon le procédé de l'invention permet d'éviter les problèmes de dégagement d'odeurs et de contamination d'autres produits stockés à proximité. L'amélioration de la durée de conservation peut être mesurée par un homme du métier en vérifiant, après une période de stockage déterminée, la qualité et/ou la quantité de substance encapsulée restante. Cette analyse peut être faite de façon qualitative, par exemple par des tests organoleptiques, ou bien de façon analytique, par exemple par analyse de type chromato graphie en phase gaz. L'augmentation de la durée de conservation peut se mesurer par comparaison avec la même substance mise en forme sur tout autre type de support connu de l'homme du métier.
Un autre avantage du procédé selon l'invention réside dans le fait que la matrice d'encapsulation est liposoluble. La substance encapsulée sera donc libérée dans les matières grasses. Cette propriété est particulièrement intéressante pour une utilisation dans le domaine de la chocolaterie.
De plus, dans le procédé selon l'invention, la vanilline, l'éthylvanilline et les mélanges vanilline/éthyl vanilline peuvent jouer à la fois le rôle d'arôme et de matrice d'encapsulation. Il n'est donc pas nécessaire d'ajouter un autre ingrédient qui n'aurait pour fonction que de supporter ou d'encapsuler les arômes. La formulation finale peut donc être plus simple, avec moins d'ingrédients et donc créer moins de contraintes réglementaires.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Dans l'exposé qui suit, l'expression « compris entre ... et ... » doit être comprise comme incluant les bornes citées.
Dans le procédé objet de la présente invention, la vanilline, l'éthylvanilline ou un mélange vanilline/éthyl vanilline jouent le rôle de matrice pour l'encapsulation de substances. La vanilline ou 4-hydroxy-3-méthoxybenzaldéhyde et l'éthylvanilline ou 3- éthoxy-4-hydroxybenzaldéhyde sont des produits largement utilisés dans de nombreux domaines d'application en tant qu'arôme et/ou parfum. La vanilline et l'éthylvanilline mises en œuvre dans le procédé selon l'invention peuvent avoir été produites par synthèse chimique. Alternativement, la vanilline peut avoir été produite selon un procédé biochimique, en particulier un procédé de fermentation. Alternativement encore, la vanilline peut avoir été extraite de gousse. Selon un mode de réalisation préféré, la matrice d'encapsulation est de la vanilline naturelle, par exemple de la vanilline obtenue par un procédé de fermentation ou de la vanilline extraite de gousse.
De préférence, la matrice peut être constituée de vanilline ou d'éthyl vanilline. L'utilisation d'un mélange de vanilline et d'éthyl vanilline en toute proportion est décrite ici. Selon un mode de réalisation, ledit mélange est un mélange équimolaire de vanilline et d'éthylvanilline. Ce composé a un point de fusion de 48° - 49°C. D'autres mélanges de vanilline et d'éthylvanilline sont connus, notamment le mélange de vanilline et d'éthylvanilline dans un ratio molaire vanilline/éthyl vanilline de 2. Ce composé a un point de fusion de 59°C - 60°C. La préparation d'un tel mélange est décrite en particulier dans les documents WO 2010/046239 et WO 2011/042365.
La substance encapsulée peut être de différente nature. La matrice peut servir à encapsuler un seul type de substance ou bien un mélange de plusieurs substances. Ainsi, plusieurs substances différentes peuvent être encapsulées ensemble. La ou les substances encapsulées sont nécessairement différentes de la matrice d'encapsulation.
Selon un premier mode de réalisation, la substance encapsulée est un composé aromatisant. Dans l'exposé qui suit, l'expression « composé aromatisant » désigne notamment des molécules utilisées en tant qu'arôme ou parfum qui interviennent dans un mécanisme dans lequel les organes du gout et/ou de l'olfaction sont impliqués.
Les composés aromatisants peuvent être notamment des molécules présentant au moins un hétéroatome choisi parmi l'azote, l'oxygène et le soufre. Lesdites molécules peuvent être cycliques ou acycliques, saturées ou insaturées. Des exemples de composés aromatisants incluent les alcools, les aldéhydes, les cétones, les esters, les éthers, les acétates, les nitriles, les terpènes, les composés hétérocycliques azotés ou soufrés et les huiles essentielles. Un composé aromatisant peut être d'origine naturelle ou synthétique. Des exemples de composes aromatisants peut notamment être retrouvé dans le livre de S. Arctander, "Perfume and Flavor Chemicals", 1969 et versions ultérieures. En outre, l'homme du métier pourra se référer aux substances identifiées par le programme FEMA GRAS™, ainsi qu'aux substances mentionnées dans la liste positive établie par l'Union Européenne ayant un numéro FLAVIS (le Système d'information sur les substances aromatisantes de l'Union européenne).
De manière plus préférée, lesdits composés aromatisants peuvent être choisis parmi les alcools aliphatiques saturés et insaturés, les aldéhydes aliphatiques saturés et insaturés, les acétals aliphatiques saturés et insaturés, les cétones aliphatiques saturées et insaturées, les acides aliphatiques saturés et insaturés, les esters aliphatiques saturés et insaturés, y compris les cétoesters et les hydroxyesters, les composés soufrés aliphatiques saturés et insaturés, y compris les thiols et les sulfïdes, les hydrocarbures aliphatiques insaturés, les cétones alicycliques, les énolones alicycliques, les esters alicycliques, les composés soufrés alicycliques, les alcools terpéniques, les aldéhydes terpéniques, les acétals terpéniques, les cétones terpéniques, les acides terpéniques, les esters terpéniques, les lactones terpéniques, les oxydes terpéniques, les alcools aromatiques, les aldéhydes aromatiques, les cétones aromatiques, des acides aromatiques, des esters aromatiques, les phénols, les esters de phénol, des éthers aromatiques, les oxydes aromatiques, les lactones aromatiques, des composés soufrés aromatiques, les composés azotés aromatiques, les hydrocarbures aromatiques, les lactones hétérocycliques, les esters hétérocycliques, les furanes contenant du soufre, les furanes non soufrés, les pyranes, les dioxolanes, les actinidiolides, les pyrroles, les pyrazines, les triazoles, les pyridines, les oxazoles, les pyrimidines, les thiophènes, les oxathiazines, les dithiazines, les dithianes, et les trithianes.
Selon ce premier mode de réalisation, plusieurs composés aromatisants sont de préférence encapsulés dans une même matrice. Dans ce cas, c'est une composition aromatisante qui est encapsulée. Dans l'exposé qui suit, l'expression « composition aromatisante » désigne notamment la formulation d'un arôme par combinaison de plusieurs composés aromatisants. Une composition aromatisante peut contenir typiquement entre 2 et 100 composés aromatisants différents. Le composé aromatisant et la composition aromatisante peuvent éventuellement être préformulés avec des additifs, notamment les additifs typiques du domaine de Γ agroalimentaire, y compris un support ou un solvant.
Selon un deuxième mode de réalisation, la substance encapsulée est un exhausteur d'arôme. Dans l'exposé qui suit, l'expression « exhausteur d'arôme » désigne notamment une substance ou un ensemble de substance qui ne modifie pas sensiblement l'arôme mais qui augmente son intensité.
Un exhausteur d'arôme peut être d'origine naturelle ou synthétique.
Parmi les exhausteurs d'arômes, on peut citer des substances telles que les sels de sodium et de potassium, par exemple le chlorure de sodium et le chlorure de potassium, le maltol, l'éthylmaltol, le furanéol, le L-glutamate de sodium (GMS), l'inosine-5'- monophosphate (IMP), le 5-guanosine monophosphate (GMP), les protéines végétales hydrolysées (HPV), les extraits de levure, les acides aminés et les extraits de sauce tels que par exemple les bouillons, la sauce soja, les sauces épicées, la sauce de poisson, la sauce d'huitre. De préférence, un exhausteur d'arômes peut être choisi parmi les sels de sodium et de potassium, par exemple le chlorure de sodium et le chlorure de potassium, le maltol, l'éthylmaltol et le furanéol. En outre, un exhausteur d'arôme peut être choisi parmi les substances décrites dans la demande internationale WO 2008/105652, et notamment dans le groupe suivant : vanilline de lactoyle, éthylvanilline de lactoyle, isovanilline de lactoyle, p-hydroxybenzaldehyde de lactoyle, p-hydroxy-m-méthoxycinnamaldehyde de lactoyle, p- hydroxy-m-méthoxycinnamate de lactoyle, vanillinate de lactoyle, homovanillinate de lactoyle, l'acide lactoyl-m-hydroxybenzoique, isovanillinate de lactoyle, lactoyl-p- hydroxy-m-méthoxyacétophenone, vanilline d'octyle, vanilline de décanoyle, succinate de divanillyle, lactoyl-o-hydroxy-m-méthoxybenzaldehyde, eugénol de lactoyle, vanilline de gluconyle, et les sels et esters comestibles de ceux-ci.
L'encapsulation d'un exhausteur d'arôme dans une matrice vanilline ou éthylvanilline peut résulter en la préparation d'un composé solide ayant un arôme de vanilline ou d' éthylvanilline amplifié. Le composé solide ainsi obtenu présente un intérêt notamment dans le domaine alimentaire car il peut être utilisé de la même manière qu'une vanilline ou une éthylvanilline pure, tout en délivrant une note plus puissante. Inversement, un industriel pourra utiliser ce composé en moindre quantité tout en gardant une puissance équivalente.
Selon un troisième mode de réalisation, la substance encapsulée est un principe actif pharmaceutique. L'encapsulation de principe actif pharmaceutique est un domaine technique important dans la mesure où il est essentiel que le principe actif ne soit pas dégradé avant son ingestion ou son application. L'utilisation de vanilline ou Γ éthylvanilline ou de leur mélange comme matrice d'encapsulation est particulièrement avantageuse dans ce contexte car la vanilline et Γ éthylvanilline sont comestibles et leur arôme peut servir de masquage à un gout peu agréable.
En outre, la substance encapsulée peut également être choisie parmi les additifs utilisables dans le domaine alimentaire, tels que les colorants, les antioxydants, les conservateurs, les agents de masquage..., et leurs mélanges en toutes proportions.
Dans le procédé selon l'invention, la concentration de la substance encapsulée dans la matrice peut être comprise entre 1 ppb et 50% en poids. Lorsque plusieurs substances différentes sont encapsulées ensemble, la concentration de chaque substance encapsulée dans la matrice peut être supérieure ou égale à 1 ppb et la somme des concentrations de toutes les substances inférieure ou égale à 50% en poids.
Selon un mode de réalisation, la concentration en substance encapsulée est de préférence comprise entre 1 ppb et 10%> en poids, plus préférentiellement entre 10 ppm et 5%> en poids. De telles concentrations peuvent notamment correspondre à des concentrations d'un arôme alimentaire prêt à l'emploi, utilisable par exemple dans l'industrie agroalimentaire. Selon un autre mode de réalisation, la concentration en substance encapsulée est de préférence comprise entre 1%> et 50%> en poids, plus préférentiellement entre 10%> et 50%> en poids.
Dans le procédé selon l'invention, la matrice encapsulante représente de préférence au moins 50%> en poids, par rapport au poids total du composé solide obtenu. De préférence, la matrice encapsulante représente de 50% à 99,9999999% en poids, de façon plus préférée de 50%> à 99,999%). Selon un mode de réalisation, la matrice encapsulante peut représenter entre 90%> et 99,9999999%) en poids, plus préférentiellement entre 95% et 99,999%o en poids. Selon un autre mode de réalisation, la matrice encapsulante peut représenter entre 50%> et 99% en poids, plus préférentiellement entre 50%> et 90%> en poids.
Le procédé d'encapsulation selon l'invention comprenant la préparation d'un mélange de ladite matrice à l'état liquide avec ladite substance puis la solidification du mélange. Le mélange ainsi préparé peut donc être homogène ou hétérogène : il peut comprendre la matrice et la substance à encapsuler, ladite matrice étant au moins en partie sous forme liquide et la substance à encapsuler étant partiellement ou totalement sous forme liquide ou partiellement ou totalement sous forme solide.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape de préparation du mélange de la matrice avec la substance à encapsuler consiste à solubiliser ladite matrice dans un solvant et à mélanger ladite substance avec ladite matrice en solution.
Le solvant susceptible d'être utilisé doit être chimiquement inerte vis-à-vis de la vanilline ou de l'éthylvanilline et rester inerte lors du chauffage dans la zone de température définie ci-après. Comme solvants susceptibles d'être mis en œuvre dans les compositions de l'invention, on peut utiliser un solvant polaire, protique ou aprotique ou un mélange de solvants. Des exemples non limitatifs de solvants convenant à la présente invention :
- l'eau,
- les alcools, de préférence les alcools aliphatiques ou arylaliphatiques, et plus préférentiellement le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol, le butanol, l'alcool phényléthylique, l'éthylèneglycol, le diéthylèneglycol, le propylèneglycol, le glycérol,
- les éther-oxydes de préférence aliphatiques, et plus particulièrement le diéthyléther, le dipropyléther, le diisopropyléther, le dibutyléther, le méthyltertiobutyléther, l'éthyltertiobutyléther, le ditertiobutyléther, le diméthyléther de l'éthylèneglycol, le diméthyléther du diéthylèneglycol,
- les esters d'alkyle ou d'arylalkyle d'acides carboxyliques, aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, de préférence les acétates d'alkyle, et plus préférentiellement l'acétate d'éthyle, l'acétate de propyle, l'acétate d'isopropyle, l'acétate de butyle, ainsi que le salicylate de benzyle, le laurate de méthyle, le benzoate de méthyle, le citrate d'éthyle, le triacétylglycérol ou triacétine, l'ester du glycérol et de l'acide acétique,
- les cétones, de préférence la MEK (méthyl-éthylcétone),
- les hydrocarbures cycliques ou non cycliques, de préférence le cyclohexane, - les solvants halogénés, de préférence le dichlorométhane,
- le C02 supercritique,
- et leurs mélanges, en toute proportion.
De préférence, le solvant est choisi dans le groupe constitué par l'eau, l'éthanol, l'acétate d'éthyle, le C02 supercritique et leurs mélanges.
La quantité de solvant utilisée dépend notamment de la nature du solvant et de la température de solubilisation. Généralement, plus la température de solubilisation est basse, plus la quantité de solvant est élevée. La quantité de solvant mis en œuvre, exprimée en poids par rapport au poids de matières sèches (matrice + substances à encapsuler) varie généralement entre 5% et 99%.
Le mélange peut éventuellement être chauffé à une température de préférence comprise entre 40°C et 120°C et plus préférentiellement entre 50°C et 85°C pour faciliter la dissolution de la vanilline et de l'éthylvanilline.
Selon un mode d'exécution, le solvant est préalablement chauffé de préférence entre 40°C et 120°C et plus préférentiellement entre 50°C et 85°C, puis la matrice et la ou les substances à encapsuler sont introduites dans le solvant. On maintient le mélange sous agitation pendant une durée comprise entre 1 seconde et 120 minutes.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'étape de préparation du mélange de la matrice avec la substance à encapsuler peut être réalisée sans solvant. Ce mode de réalisation permet avantageusement de ne pas avoir à ajouter de solvant additionnel. L'étape de préparation du mélange peut consister à faire fondre ladite matrice et à mélanger ladite ou lesdites substances avec ladite matrice à l'état fondu, ou bien à mélanger ladite ou lesdites substances avec ladite matrice à l'état solide, puis à faire fondre le mélange ainsi obtenu.
Cette étape peut consister à charger la matrice et le ou les substances à encapsuler dans un dispositif, séparément ou en mélange, et à chauffer le mélange obtenu à une température comprise de façon préférée entre 60°C et 90°C, et de façon plus préférée entre 70°C et 80°C. Cette opération est généralement effectuée sous agitation dans un dispositif quelconque, notamment dans une cuve équipée d'un dispositif classique de chauffage comme par exemple un système de chauffage par résistances électriques ou bien par circulation d'un fluide caloporteur dans une double enveloppe ou encore dans une enceinte chauffée telle que four, étuve.
De préférence, la préparation de ce mélange fondu est effectuée sous atmosphère de gaz inertes, qui est préférentiellement de l'azote. Toutefois, il n'est pas exclu de travailler sous air humide ou sous air sec.
On maintient le mélange à la température choisie jusqu'à obtention du mélange fondu. L'étape de solidification peut être mise en œuvre selon toute méthode adéquate connue de l'homme du métier. Elle peut notamment consister en une cristallisation, une solidification en masse, un écaillage, un pastillage, un séchage par atomisation, une lyophilisation, un séchage sous vide, une granulation, un séchage en lit fluidisé, ou un prilling.
Une cristallisation peut être mise en œuvre lorsque le mélange de la matrice avec le ou les substances a été fait en solution dans un solvant. Quelle que soit la variante de préparation, le produit dissous peut être cristallisé selon les techniques classiques de l'homme du métier (par évaporation, par épuisement de solvant ou par refroidissement), de préférence par refroidissement.
Après mélange, la cristallisation peut être provoquée en refroidissant la solution. Si la solution a été préparée entre 40°C et 90°C, un refroidissement à température ambiante est généralement suffisant mais il peut également être effectué à une température allant jusqu'à 0°C. Dans l'exposé qui suit, l'expression « température ambiante » désigne notamment une température comprise entre 15°C et 25°C, de préférence comprise entre 18°C et 22°C. Si la solution a été préparée à température ambiante, un refroidissement à une température comprise entre 0°C et 10°C et plus préférentiellement entre 0°C et 5°C peut être utile pour provoquer la cristallisation du composé de l'invention. L'ensemencement par introduction de germes dans le mélange liquide est possible. Quelle que soit la variante de préparation, le produit cristallisé peut être séparé selon les techniques classiques de séparation solide/liquide, de préférence par fïltration ou centrifugation.
Lorsque le mélange de la matrice avec le ou les substances à encapsuler a été fait sans solvant, le mélange peut être aisément solidifié en masse. Le produit fondu peut être transféré dans un récipient quelconque, par exemple un plateau en inox, qui permettra de récupérer aisément le produit après solidification. Le refroidissement du mélange fondu peut être effectué par régulation de la température de refroidissement par tout moyen connu, de préférence en l'absence de toute agitation.
La solidification par cristallisation ou en masse peut être réalisée sur un support inerte approprié pour permettre la récupération aisée du produit après solidifications. Alternativement, la solidification peut avoir lieu sur un support spécifique, par exemple poreux, qui n'est pas destiné à être séparé du produit après solidification, notamment un support alimentaire.
Le mélange solidifié obtenu peut être mis en forme et différentes techniques peuvent être envisagées.
Une autre mise en forme peut être effectuée en mettant en œuvre la technique d'écaillage ou de pastillage sur cylindre ou sur bande. Pour cela, le mélange fondu est mis en contact avec un cylindre ou une bande métallique refroidie, puis en raclant avec un couteau le film ou les gouttes solidifiées obtenues, on récupère le composé solidifié sous forme d'écaillés ou de pastilles.
Des étapes de post-traitement du composé solidifié peuvent être mises en œuvre, par exemple un séchage et/ou un broyage.
Une opération de séchage peut être effectuée dans un dispositif classique de séchage tel que par exemple, un four, un séchoir à plateaux, un lit fluidisé, une étuve sous vide, etc.. Le séchage peut être conduit sous air ou sous atmosphère de gaz inertes, de préférence sous atmosphère d'azote. On peut aussi réaliser le séchage dans une enceinte sous pression réduite par exemple sous une pression comprise entre 1,5 Pa et 70 Pa. La durée du séchage peut varier de 15 minutes à 2 heures.
Un broyage peut être mis en œuvre pour obtenir des particules ayant une taille compatible avec l'application envisagée. L'opération de broyage peut être effectuée dans un appareillage classique tel qu'un broyeur à palettes, un broyeur à broches, un granulateur.
Le procédé selon l'invention permet d'obtenir un composé solide comprenant une matrice dans laquelle est encapsulée au moins une substance. Dans la présente description, l'expression « encapsulé » décrit tous les systèmes de taille, de forme et de structure variables dans lesquels une ou plusieurs substances sont prises dans une matrice. L'inclusion peut être homogène ou hétérogène, avec par exemple des inclusions discrètes de substances dans la matrice ou encore une structure de type cœur-écorce. Le recouvrement de la substance par la matrice peut ne pas être complet. La matrice solidifiée peut être amorphe ou cristalline. Eventuellement, la matrice et le ou les substances encapsulées peuvent co-cristalliser.
La composition préparée selon le procédé de l'invention est de préférence une composition solide divisée, c'est-à-dire qu'elle se présente sous forme particulaire ou granulaire, les granulés ayant une taille généralement supérieure aux particules. La taille desdites particules et/ou granulés varie par exemple entre 10 μιη et 60 000 μιη et de préférence, entre 500 μιη et 1 000 μιη. Les particules peuvent également avoir une forme plaquettaire, ces particules étant appelées « écailles », ayant une longueur comprise entre 0,5 et 6 cm, de préférence entre 1 et 3 cm, une largeur comprise entre 0,5 et 3 cm, de préférence entre 0,5 et 1,5 cm, et une épaisseur comprise entre 400 μιη et 1500 μιη, de préférence entre 500 μιη et 750 μιη. Après broyage, la taille des particules exprimée par le diamètre médian (d50) peut varier de 200 μιη à 1 000 μιη et se situe de préférence entre 500 μιη et 800 μιη. On définit le diamètre médian comme étant tel que 50 % en poids des particules ont un diamètre supérieur ou inférieur au diamètre médian.
Un des avantages du composé solide selon l'invention est la dispersion homogène de la substance à encapsuler dans la matrice. En effet, lorsque les quantités de substances nécessaires à une utilisation sont très faibles, il peut être difficile de disperser correctement cette substance. C'est le cas par exemple pour un arôme dans une préparation alimentaire. L'encapsulation de cette substance dans une matrice de vanilline ou d'éthylvanilline permet de pré-disperser ladite substance dans un composé solide, plus facile à utiliser par la suite.
Le composé solide selon l'invention peut être utilisé dans de nombreux domaines d'application. Il est très avantageusement utilisé en tant qu'arôme dans le domaine de l'alimentation humaine et animale, de la pharmacie, en tant que parfum dans l'industrie des cosmétiques, de la parfumerie et de la détergence, et en tant que principe actif encapsulé dans le domaine de la pharmacie.
Le composé solide selon l'invention est particulièrement adapté au domaine de la chocolaterie, quelle que soit la forme de mise en œuvre : chocolats en plaques, chocolats de couverture, fourrage pour chocolats. En effet, la matrice vanilline ou éthylvanilline présente l'avantage d'être soluble dans le chocolat. Le composé selon l'invention permet ainsi de résoudre le problème technique de la libération des arômes dans le chocolat. Le composé selon l'invention peut être introduit au cours de l'étape de tempérage ou au cours de l'étape de conchage, c'est-à-dire du malaxage de la pâte de cacao avec les différents ingrédients, notamment les arômes, soit après le conchage, par mise en œuvre dans le beurre de cacao. Dans ce domaine d'applications, Le composé selon l'invention est utilisé selon le type de chocolat, à raison de 0,0005 g à 1 g pour 1 kg de produit fini : les teneurs les plus fortes se retrouvant dans le chocolat pour couverture.
Un autre domaine d'application privilégié du composé selon l'invention est celui de la biscuiterie et pâtisserie, et plus particulièrement :
- biscuiterie sèche : biscuits sucrés de type classique, petits beurre, galettes, casse- croûte, sablés ;
- pâtisserie industrielle : boudoirs Champagne, langues de chat, biscuits à la cuillère, pain de gênes, génoise, madeleines, quatre-quarts, cakes, pâtisserie aux amandes, petits fours.
Les éléments fondamentaux présents dans les mélanges destinés aux industries précitées sont les protéines (gluten) et l'amidon qui sont le plus souvent apportés par la farine de froment. Pour la préparation des divers types de biscuits et gâteaux, on ajoute à la farine, des ingrédients tels que saccharose, sel, œufs, lait, corps gras, éventuellement levures chimiques (bicarbonate de sodium ou autres levures artificielles) ou levures biologiques et farines de céréales diverses, etc.
L'incorporation du composé selon l'invention est réalisée au cours de la fabrication, en fonction du produit souhaité et est conduite selon les techniques classiques du domaine considéré (cf. notamment J.L. KIGER et J.C. KIGER - Techniques Modernes de la Biscuiterie, Pâtisserie-Boulangerie industrielles et artisanales, DUNOD, Paris, 1968, Tome 2, pp. 231 et suivantes). D'une manière préférentielle, le composé selon l'invention est introduit dans les corps gras qui interviennent dans la préparation de la pâte. A titre indicatif, on précisera que le composé selon l'invention est introduit en une quantité de 0,005 g à 1 g par kg de pâte.
Une autre utilisation du composé selon l'invention est la fabrication de fourrage pour biscuits ou confiseries.
Encore une autre utilisation du composé selon l'invention est la fabrication des bonbons de tout genre : dragées, caramels, nougats, sucres cuits, bonbons fondants et autres. La quantité de composé selon l'invention introduite dans les produits le contenant dépend du goût plus ou moins prononcé que l'on recherche. Ainsi, les doses d'utilisation peuvent varier entre 0,001% et 0,2%> poids du produit dans lequel le composé se trouve présente. Les teneurs à mettre en œuvre sont généralement faibles, de l'ordre de 0,02 g pour 1 kg de produit fini. Le composé selon l'invention convient également à des utilisations dans l'industrie laitière et plus particulièrement dans les laits aromatisés et gélifiés, les entremets, les yaourts, les glaces et les crèmes glacées. L'aromatisation se fait par simple addition du composé selon l'invention, dans l'un des stades de mélange requis au cours de l'élaboration du produit contenant ledit composé.
Le composé selon l'invention peut également être utilisé dans la préparation du sucre vanilliné, c'est-à-dire l'imprégnation du sucre avec ledit composé, en une teneur de l'ordre de 7 g exprimée par rapport à 1 kg de produit fini.
Le composé selon l'invention peut également intervenir dans différentes boissons. On peut citer, entre autres, la grenadine et les boissons chocolatées. En particulier, il peut être mise en œuvre dans les préparations pour boissons instantanées délivrées par les distributeurs automatiques de boissons, boissons aromatisées en poudre, chocolat en poudre ou bien dans les préparations instantanées sous forme de poudre destinées à la confection de desserts en tout genre, flans, pâtes à gâteaux, pancakes, après dilution à l'eau ou au lait.
Un autre domaine d'application du composé selon l'invention est l'alimentation animale, notamment pour la préparation de farines pour aliments des veaux et des porcs. La teneur préconisée est d'environ 0,2 g par kg de farine à aromatiser.
Le composé selon l'invention peut trouver d'autres applications comme agent de masquage, pour l'industrie pharmaceutique (masquage de l'odeur de médicament) ou pour d'autres produits industriels (de type gomme, plastique, caoutchouc...).
Il convient tout à fait bien dans des domaines totalement différents tels que la cosmétique, l'industrie de la parfumerie ou la détergence. Il peut être utilisé dans les cosmétiques tels que crèmes, laits, fards et autres produits et aussi, comme ingrédients parfumants, dans les compositions parfumantes, substances et produits parfumés. Par « compositions parfumantes », on désigne des mélanges de divers ingrédients tels que solvants, supports solides ou liquides, fixateurs, composés odorants divers, etc., dans laquelle est incorporé le composé selon l'invention, lequel est utilisé pour procurer à divers types de produits finis la fragrance recherchée. Les bases pour parfum constituent des exemples préférés des compositions parfumantes dans lesquelles la composition préparée selon le procédé de l'invention peut être avantageusement utilisée à raison d'une teneur de 0,1% à 2,5% en poids. Les bases pour parfum peuvent servir à la préparation de nombreux produits parfumés tels que, par exemple, les eaux de toilettes, les parfums, les lotions après rasage ; les produits de toilette et d'hygiène tels que les gels de bain ou de douche, les produits déodorants ou antiperspirants, qu'ils soient sous forme de sticks ou de lotions, les talcs ou poudres de toute nature ; les produits pour les cheveux tels que les shampooings et les produits capillaires de tout type. Un autre exemple de mise en œuvre du composé selon l'invention est le domaine de la savonnerie. Il peut être utilisé à une teneur de 0,3% à 0,75%> de la masse totale à parfumer. Généralement, il est associé dans cette application, à du résinoïde de benjoin et de l'hyposulfite de sodium (2%).
Le composé selon l'invention peut trouver de nombreuses autres applications, notamment dans les désodorisants d'air ambiant ou tout produit d'entretien.
En outre, le composé solide selon l'invention peut être utilisé dans le domaine de la pharmacie, notamment lorsque la substance encapsulée est un principe actif pharmaceutique.
EXEMPLE
De la vanilline a été pesée dans un réacteur et fondue à une température de 85°C -
90°C. Un mélange de plusieurs composés aromatisants a été pesé et ajouté à la vanilline fondue. Le mélange a été homogénéisé par agitation à l'aide d'une spatule pendant environ 5 secondes tout en maintenant la température à 85°C - 90°C. Le mélange liquide ainsi obtenu a été versé sur une plaque en inox, et laissé refroidir jusqu'à température ambiante, soit environ pendant 15/20 minutes pour 20 g de mélange fondu. Une plaque solide a été obtenue. Cette plaque a été cassée puis broyée à l'aide d'un broyeur pendant 20 secondes à température ambiante.
Une poudre fine a été obtenue. Celle-ci est formée de vanilline dans laquelle les composés aromatisants sont encapsulés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'encapsulation d'une ou plusieurs substances par une matrice, ledit procédé comprenant la préparation d'un mélange de ladite matrice à l'état liquide avec ladite ou lesdites substances, puis la solidification du mélange obtenu, la concentration en substances encapsulées dans la matrice étant comprise entre 1 ppb et 50% en poids, ladite matrice étant constituée de vanilline ou d'éthylvanilline ou d'un mélange équimolaire vanilline/ éthyl vanilline .
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice est de la vanilline naturelle.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ou lesdites substances sont choisies parmi les compositions aromatisantes, les exhausteurs de saveur et les principes actifs pharmaceutiques.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de préparation du mélange de la matrice avec ladite ou lesdites substances consiste à faire fondre ladite matrice et à mélanger ladite ou lesdites substances avec ladite matrice à l'état fondu.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de préparation du mélange de la matrice avec ladite ou lesdites substances consiste à mélanger ladite ou lesdites substances avec ladite matrice à l'état solide, puis à faire fondre le mélange ainsi obtenu.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de préparation du mélange de la matrice avec ladite ou lesdites substances consiste à solubiliser ladite matrice dans un solvant et à mélanger ladite ou lesdites substances avec ladite matrice en solution.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de solidification consiste en une cristallisation, une solidification en masse, un écaillage, un pastillage, un séchage par atomisation, une lyophilisation, un séchage sous vide, une granulation, un séchage en lit fluidisé, ou un prilling.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une ou plusieurs étapes de post-traitement choisies parmi un séchage et un broyage.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de séchage dans un four, un séchoir à plateaux, un lit fluidisé ou une étuve sous vide.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de broyage dans un broyeur à palettes, un broyeur à broches ou un granulateur.
11. Composé solide comprenant une matrice dans laquelle sont encapsulées une ou plusieurs substances, la concentration en substances encapsulées dans la matrice étant comprise entre 1 ppb et 50% en poids, ladite matrice étant constituée de vanilline ou d'un mélange équimolaire vanilline/éthyl vanilline.
12. Composé solide selon la revendication 11, caractérisé en ce que la matrice est de la vanilline naturelle.
13. Composé solide selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que ladite ou lesdites substances sont choisies parmi les compositions aromatisantes, les exhausteurs de saveur et les principes actifs pharmaceutiques.
14. Composé solide selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il s'agit de particules ou de granulés dont la taille est comprise entre 10 μιη et 60000 μπι.
15. Composé solide selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il s'agit de particules dont le diamètre médian (d50) est compris entre 200 μιη et 1000 μιη, de préférence entre 500 μιη et 800 μιη.
16. Composé solide selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il s'agit d'écaillés.
17. Composé solide selon la revendication 16, caractérisé en ce que les écailles ont :
- une longueur comprise entre 0,5 cm et 6 cm, de préférence entre 1 cm et 3 cm,
- une largeur comprise entre 0,5 cm et 3 cm, de préférence entre 0,5 cm et 1,5 cm, et
- une épaisseur comprise entre 400 μιη et 1500 μιη, de préférence entre 500 μιη et 750 μιη.
18. Composé solide comprenant une matrice dans laquelle sont encapsulées une ou plusieurs substances, susceptible d'être obtenu par le procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 10.
19. Utilisation du composé solide selon l'une quelconque des revendications 11 à 18 en tant qu'arôme dans le domaine de l'alimentation humaine et animale, de la pharmacie, en tant que parfum dans l'industrie des cosmétiques, de la parfumerie et de la détergence, ou en tant que principe actif encapsulé dans le domaine de la pharmacie.
20. Utilisation selon la revendication 19 en tant qu'arôme dans le domaine de la chocolaterie.
21. Utilisation d'un composé choisi parmi la vanilline, l'éthylvanilline et les mélanges vanilline/éthyl vanilline, comme encapsulant.
22. Utilisation selon la revendication 21 de la vanilline, de l'éthylvanilline et des mélanges vanilline/éthyl vanilline pour encapsuler une ou plusieurs substances choisies parmi les compositions aromatisantes, les exhausteurs de saveur et les principes actifs pharmaceutiques .
23. Utilisation selon la revendication 22, pour augmenter la durée de conservation desdites substances encapsulées.
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