ES2266595T3

ES2266595T3 - Proceso para la preparacion de sistemas de distribucion extruidos.

Info

Publication number: ES2266595T3
Application number: ES02781697T
Authority: ES
Inventors: Daniel Benczedi; Pierre-Etienne Bouquerand; Ernst FIRMENICH SA STEINBOECK
Original assignee: Firmenich SA
Current assignee: Firmenich SA
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: EP1465502A1; DE60213471D1; US20040238993A1; CN100459879C; EP1465502B1; JP2005512811A; ATE333802T1; CN1612696A; BR0215421B1; BR0215421A; JP4646186B2; DE60213471T2; WO2003056938A1; AU2002348747A1; DK1465502T3; US8017060B2; MXPA04006674A

Abstract

Un proceso para la preparación de un sistema de producción de una composición o ingrediente granular hidrófobo, que comprende: a) preparar una emulsión concentrada de aceite en agua altamente viscosa consistente en un 30%-70% en peso de una composición o ingrediente hidrófobo, un 15%-35% en peso de agua, y un 15%-35% en peso de un portador, dispersando la composición o ingrediente hidrófobo en una solución acuosa del portador; b) mezclar continuamente mediante extrusión la referida emulsión altamente viscosa con un polímero hidrófilo y extrudiendo la mezcla resultante a través de al menos un orificio de una hilera de trefilar de tamaño predefinido para obtener un sistema de producción de una composición o ingrediente granular hidrófobo; estando caracterizado dicho proceso porque la emulsión preparada en el paso a) comprende al menos un 15% en peso con respecto al peso total de la emulsión de emulsionante seleccionado de entre el grupo de los hidrocoloides, tales como la goma arábiga y lagelatina, los biopolímeros modificados químicamente, tales como los hidrolizados de octenil succinato de almidón, los ésteres celulósicos para uso alimentario, o los agentes monoméricos superficiativos, tales como la sacarosa o los ésteres de sorbitol de ácidos grasos, o las lecitinas.

Description

Proceso para la preparación de sistemas de distribución extrudidos.

Campo técnico y situación anterior

La presente invención tiene que ver con el campo de la encapsulación. Versa más en concreto acerca de un proceso mejorado para la preparación de un producto extrudido que encapsula un ingrediente hidrófobo activo tal como, por ejemplo, un ingrediente o composición que aporte un sabor o fragancia. El proceso de la invención evita con ventaja cualquier paso de deshidratación anterior o posterior a la extrusión, mejorando así la retención de tal ingrediente activo durante todo el proceso y en el producto final.

En la industria de los sabores artificiales y los aromas, la extrusión es un proceso ampliamente utilizado para encapsular ingredientes activos que se sabe que son volátiles y volubles. En particular, la industria de los sabores artificiales está muy preparada, con mucha literatura, sobre todo patentes, relacionada con los procesos de extrusión empleados para la preparación de los ingredientes o composiciones encapsulados que aportan un sabor. Esta industria busca constantemente mejoras para tales procesos y los productos obtenidos de los mismos, en lo que respecta al aumento de la retención del sabor, o de un mejor control de la liberación de los ingredientes activos de los productos acabados. En esencia, la literatura en el campo de la invención plantea la encapsulación de materiales que aportan sabor en materiales poliméricos vítreos.

El concepto de temperatura de transición vítrea (Tg) aparece perfectamente descrita en la literatura, en especial en lo relativo a los polímeros. Representa la temperatura de transición de un sistema molecular que pasa de un estado como de caucho (líquido) visco-elástico a un estado vítreo (sólido) elástico. Según se van enfriando los sistemas moleculares por debajo de su Tg, su viscosidad aumenta en varias órdenes de magnitud dentro de un intervalo de temperaturas más o menos estrecho. En el estado vítreo, o sea, a temperaturas por debajo de Tg, las moléculas se congelan en un estado de movilidad de traslación sumamente baja.

Es reconocido por parte de muchos expertos en la especialidad que es esta reducida movilidad molecular de los sistemas moleculares vítreos lo que se emplea para estabilizar los componentes activos en forma de dosis sólida. La recíproca va implícita en gran parte de la literatura, o sea, que a temperaturas por encima de Tg la encapsulación de moléculas que den sabor resultará ineficaz, y de ahí la importancia de crear cápsulas de sabor mediante la formulación de matrices poliméricas caracterizadas por valores de Tg más elevados que la temperatura ambiente
circundante.

El estado físico de una matriz de encapsulación puede así ser expresado por la diferencia (T - Tg), siendo T la temperatura del sistema circundante, o sea, la temperatura de extrusión cuando se hace referencia al proceso de encapsulación, y la temperatura ambiente o de almacenaje, a saber, una temperatura comprendida típicamente entre 10 y 30°C, cuando se hace referencia al almacenaje del producto final, después de la finalización del proceso de
extrusión.

Cuando T es igual a Tg, la temperatura circundante se corresponde a la temperatura de transición vítrea del sistema. Para valores negativos de la diferencia (T - Tg), el sistema está en el estado vítreo y, cuanto más negativa sea la diferencia, menor es la movilidad molecular dentro del sistema. A la inversa, en el estado como de caucho, o sea, cuando la diferencia (T - Tg) es positiva, cuando más positiva es la diferencia, menos viscoso es el sistema. De este modo, al variar bien sea la temperatura circundante T o la transición vítrea Tg de un sistema dado, éste puede ser o bien licuado o bien solidificado.

La temperatura de transición vítrea de una matriz puede normalmente ser adaptada como mejor convenga combinando un polímero termoplástico de un peso molecular apropiado con un disolvente capaz de rebajar la viscosidad y, por ende, la Tg del polímero neto mediante plastificación. A modo de ejemplo, puede emplearse agua para plastificar los polímeros más hidrófilos, mientras que los disolventes menos polares se emplean para plastificar los polímeros más hidrófobos.

La diferencia (T - Tg) evoluciona durante los diferentes pasos de un proceso de encapsulación y es representativa de los cambios en el estado físico del sistema.

En los procesos de encapsulación descritos en el estado previo de la especialidad, se dispersa un sabor artificial en un polímero, normalmente una matriz de carbohidratos, que se mantiene en un estado líquido plastificado seleccionando debidamente la temperatura de proceso y la concentración del plastificante para satisfacer los requerimientos de una diferencia positiva (T - Tg). Más en concreto, la concentración de plastificante, en los procesos del estado anterior dentro de la especialidad, es tal que la diferencia (T - Tg) es positiva y mayor que 100°C para mantener una fase de sabor dispersa de manera homogénea en la sustancia de carbohidratos fundida según es extrudida a través de una hilera de trefilar. Por lo tanto, el producto que sale de la hilera de trefilar posee una Tg que es demasiado reducida (producto en estado líquido) para producir un sólido una vez que el producto se haya enfriado hasta la temperatura de almacenaje. En consecuencia, todos los procesos de extrusión descritos en el estado previo de la especialidad comprenden un paso de secado que sigue a la extrusión, lo que eleva la Tg final del producto extrudido por encima de la temperatura ambiente, o sea, por encima de una temperatura que varía entre unos 10 y 30°C, para que la diferencia (T - Tg) sea negativa cuando T sea la temperatura ambiente, proporcionando así un sistema sólido de flujo libre. Por lo tanto, únicamente se obtienen partículas de carbohidrato extrudido de flujo libre una vez que el signo de la diferencia (T - Tg) ha cambiado de positivo a negativo a la temperatura de almacenaje. Estos procesos correspondientes al estado previo dentro de la especialidad presentan el problema de proporcionar en el extremo de la extrusión una masa fundida que no es lo suficientemente viscosa para solidificarse a temperaturas que varían entre 10 y 30°C, una vez que adquieren la forma del producto deseado final. En consecuencia, todos estos procesos requieren, siguiendo a la extrusión, un paso adicional de concentración, deshidratación o secado cuyo objetivo es aumentar la Tg del producto extrudido por encima de 10 a 30°C. La patente WO 01/25414 presenta un ejemplo típico de este tipo de
proceso.

Ahora bien, un paso de deshidratación o secado posterior a la extrusión presenta inconvenientes obvios, tales como perder principalmente una parte del ingrediente activo encapsulado.

La patente WO 01/17372, el contenido de la cual se incluye aquí por referencia, ha proporcionado una solución al mencionado problema del secado posterior a la extrusión, y presenta un proceso en el que el producto extrudido posee, al final del paso de la extrusión, una temperatura de transición vítrea Tg suficientemente elevada para ser moldeado directamente en el extremo de la hilera de trefilar para producir un producto granular sólido una vez que el producto se haya enfriado a la temperatura de almacenaje, sin requerir un paso de secado posterior a la extrusión. En la práctica, este efecto se obtiene, como se describe en los ejemplos de dicha aplicación, iniciando el proceso con un producto sólido, tal como un producto de mezcla seca o secado mediante pulverización. En otras palabras, en la solución proporcionada por la invención descrita en WO 01/17372, se seca una emulsión de inicio antes de ser extrudida. Sin embargo, aunque evitando realmente, como se ha mencionado antes, el problema ligado al paso de secado posterior a la extrusión, el proceso conocido comienza con un producto sólido y comprende por ello un paso de secado previo a la extrusión. Ahora bien, éste presenta los inconvenientes conocidos de cualquier paso de secado, o sea, que favorece una pérdida de una parte del ingrediente activo presente en la emulsión de inicio, disminuyendo así la retención de dicho ingrediente durante todo el proceso y en el producto final.

Por lo tanto, para optimizar la fijación del ingrediente activo en el producto final, y para mejorar su retención durante un proceso de extrusión, lo mejor es evitar también un paso de secado previo.

La patente WO 00/25606 presenta un sistema de producción de sólidos para la liberación de ingredientes aromáticos, que tiene de particular que estos aromas hidrófilos están encapsulados por este sistema de producción. Esta referencia guarda silencio en lo fundamental en lo que a encapsulación de ingredientes hidrófobos respecta.

Ahora bien, hasta la fecha ningún documento del estado previo de la especialidad ha planteado o sugerido jamás un proceso capaz de prescindir enteramente de los pasos de deshidratación, ya sea antes o después de la extrusión de una emulsión, optimizando así la retención del ingrediente activo desde la emulsión inicial hasta el sólido granular final extrudido.

El proceso de la invención proporciona tal solución a los problemas creados por los pasos de secado en los métodos de encapsulación de extrusión.

Descripción de la invención

Por lo tanto, la presente invención versa acerca de un proceso que, inesperadamente, no requiere paso alguno de secado ni antes ni después de la extrusión. Más en concreto, ahora hemos podido establecer que, al iniciar el proceso con una emulsión líquida concentrada altamente viscosa de aceite en agua y al mezclar dicha emulsión con un polímero apropiado, resulta posible facilitar un producto extrudido con una carga activa elevada y una temperatura de transición vítrea Tg al final del paso de la extrusión suficiente para evitar ningún paso de secado o deshidratación después de la extrusión y para producir partículas vítreas de flujo libre a las temperaturas usuales de almacenaje, o sea, a temperaturas que varían entre aproximadamente 10 y 30°C.

La presente invención, por lo tanto, versa acerca de un proceso para la preparación de un sistema de producción granular o extrudido, que comprende: a) preparar una emulsión líquida concentrada altamente viscosa de aceite en agua consistente en una composición o ingrediente hidrófobo, agua y un portador, en una proporción definida en conformidad con el área sombreada de la Figura 1 presentada más adelante, dispersando la composición o ingrediente hidrófobo en una solución acuosa del portador; b) mezclar de manera continua por extrusión dicha emulsión altamente viscosa con un polímero hidrófilo y extrudiendo la mezcla resultante a través de al menos un orificio de hilera de trefilar de un tamaño predefinido; caracterizándose dicho proceso porque la emulsión comprende el menos un 15% en peso, con respecto al peso total de la emulsión, de emulsionante seleccionado de entre el grupo de los hidrocoloides, tales como la goma arábiga y la gelatina, los biopolímeros modificados químicamente, tales como los hidrolizados de octenil succinato de almidón, los ésteres celulósicos para uso alimentario, o los agentes monoméricos superficiativos, tales como la sacarosa o los ésteres de sorbitol de ácidos grasos, o las lecitinas. El portador puede o bien consistir en un emulsionante por sí mismo, o bien puede comprender un emulsionante mezclado con ingredientes adicionales. En ambos casos, el emulsionante siempre representa al menos el 15% en peso de la emulsión. En la práctica, el área sombreada de la Figura 1 está determinada por proporciones del 30% al 70% en peso de aceite, 15% al 35% en peso de agua, y 15% a 35% en peso de portador, con respecto al peso total de la emulsión.

La mezcla producida al final de la extrusión puede ser modelada en un sistema granular de libre flujo a las temperaturas habituales de almacenaje.

La emulsión viscosa proporcionada en el paso a) del proceso es tal que la diferencia (T - Tg) es positiva, pero se mantiene en un valor mínimo si T se refiere a condiciones usuales de almacenaje, o sea, a temperaturas comprendidas entre aproximadamente 10 y 30°C. En otras palabras, como se ha explicado con anterioridad, la cantidad de agua en el sistema inicial se mantiene mínima y es capaz de proporcionar, una vez que se mezcle con un polímero hidrófilo apropiado, una temperatura de transición vítrea Tg más elevada que la temperatura de almacenaje de referencia T, de tal modo que, en consecuencia, no resulte necesario el paso de secado ni anterior a la extrusión ni posterior a la extrusión en el proceso de encapsulación.

El uso de una cantidad mínima de agua es una solución sorprendente en vista de algunas de las enseñanzas del estado previo de los conocimientos dentro de la especialidad. Por ejemplo, la patente estadounidense 4.689.235 esboza la importancia de mantener presiones reducidas de extrusión para maximizar la retención del sabor y, así, describe el empleo de plastificantes para reducir la viscosidad de la sustancia fundida en el momento de la extrusión. El referido documento desvela además la necesidad de acabar elevando la Tg de las partículas extrudidas mediante un secado posterior a la extrusión. Este inconveniente se evita ahora mediante el proceso de la invención, en el que la cantidad requerida de agua para preparar la emulsión viscosa en el paso a) se emplea entonces para plastificar el polímero hidrófilo añadido en el paso b), y se emplea para aumentar la Tg de la emulsión por encima de la temperatura de almacenaje T.

De manera más general, muchos sistemas de los que se da cuenta en la literatura previa dentro de la especialidad dependen del uso de mezclas iniciales de viscosidad reducida, más fáciles de formular y de manipular a presiones reducidas de extrusión (normalmente por debajo de 10 \times 10^{5} Pa), pero que requieren inevitablemente, tras la extrusión, un paso adicional para ajustar la temperatura de transición vítrea del sistema a un valor mayor que entre 10 y
30°C.

El proceso de la invención evita con ventaja cualquier paso de secado o deshidratación previo a la extrusión o posterior a la misma al iniciarse con una emulsión concentrada sumamente viscosa que contiene un máximo de aceite, un mínimo de agua y una cantidad elevada de emulsionante. La emulsión se caracteriza por una viscosidad mayor de 10^{3} cP. Otras ventajas del proceso de la invención aparecerán en la siguiente descripción, así como en los ejemplos que siguen.

El primer paso del proceso de acuerdo con la invención consiste en preparar una emulsión concentrada altamente viscosa de aceite en agua que consista en una composición o ingrediente hidrófobo, agua y un portador, en una proporción definida de acuerdo con el área sombreada mostrada en el diagrama ternario de la Figura 1, dispersando la composición o ingrediente hidrófobo en una solución acuosa del portador. Esta emulsión comprende al menos un 15% del emulsionante. Lo que se entiende aquí por "emulsionante" es o bien un solo compuesto o una mezcla de dos o más ingredientes como se define más adelante.

Al poner en práctica la invención, el ingrediente activo, en particular la composición o ingrediente que aporta el sabor o el aroma, se dispersa en el paso a) en una solución viscosa acuosa del polímero con el auxilio de, por ejemplo, una homogeneización a presión elevada, o de un molino coloidal.

En un primer ejemplo de realización de la invención el portador consiste únicamente en un emulsionante y, por lo tanto, representa una proporción de al menos un 15% en peso de la emulsión. En otro ejemplo de realización, el portador puede comprender, aparte del emulsionante (que siempre representa al menos el 15% en peso de la emulsión), ingredientes adicionales. Por lo tanto, por ejemplo, el portador puede comprender una mezcla de un emulsionante con un monómero, oligómero o polímero hidrosoluble. Ejemplos de esto último incluyen los disacáridos tales como la sacarosa, los ácidos orgánicos tales como el ácido cítrico, los carbohidratos hidrogenados tales como el jarabe hidrogenado de maíz, los polisacáridos o gomas tales como la maltodextrina, el agar o el carragenato y mezclas de los mismos.

En otro ejemplo de realización, el portador puede también comprender ingredientes adicionales, tales como un codisolvente en el que el sabor artificial no es soluble, o lo es únicamente de forma parcial, por ejemplo el glicerol o el glicol de propileno; o un agente co-superficiativo, tal como la lecitina o un éster de ácidos grasos, al igual que otros aditivos como los colorantes o los antioxidantes.

El emulsionante, presente en una proporción de al menos un 15% en la emulsión, puede seleccionarse en el grupo de las gomas o hidrocoloides, que comprende, por ejemplo, la goma arábiga y la gelatina, o biopolímeros modificados químicamente, que comprenden los hidrolizados de octenil succinato de almidón, o los ésteres celulósicos para uso alimentario, o los agentes monoméricos superficiativos, que comprenden la sacarosa o los ésteres de sorbitol de ácidos grasos o las lecitinas. El emulsionante puede estar en la forma de un único ingrediente seleccionado entre estos grupos, al igual que en forma de mezcla de varios ingredientes seleccionados de entre ellos. El emulsionante es preferiblemente un polímero hidrosoluble. En un ejemplo de realización concreto, el polímero hidrosoluble se elige de entre el grupo consistente en goma arábiga, gelatina e hidrolizado de octenil succinato de
almidón.

Los términos composición o ingrediente hidrófobo, también denominado "ingrediente activo", pueden designar a un único compuesto hidrófobo o a una composición, como, por ejemplo, sabores artificiales, fragancias, productos farmacéuticos u otros ingredientes que uno desee encapsular. Preferentemente, el proceso de la invención se emplea con ventaja para fabricar composiciones o ingredientes encapsulados o volátiles de sabores o aromas, en particular líquidos hidrófobos, solubles en disolventes orgánicos, pero solubles en agua sólo de forma muy débil. Más en concreto, la composición o ingrediente que proporciona sabor o aroma que es encapsulado por el proceso de la invención se caracteriza por un parámetro de solubilidad de Hildebrand menor que 30 [Mpa]^{1/2}. La incompatibilidad acuosa de la mayoría de los sabores y aromas artificiales puede de hecho expresarse por medio del parámetro de solubilidad de Hildebrand \delta, que está generalmente por debajo de 25 [Mpa]^{1/2}, mientras que para el agua el mismo parámetro es de 48 [Mpa]^{1/2}, y de 15 a 16 [Mpa]^{1/2} para los alcanos. Este parámetro proporciona una útil escala de polaridad correlacionada con la densidad de energía cohesiva de las moléculas. Para que se dé una mezcla espontánea, la diferencia en \delta de las moléculas que hayan de mezclarse debe mantenerse en un valor mínimo. El Handbook of Solubility Parameters [Manual de parámetros de solubilidad] (ed. A. F. M. Barton, CRC Press, Boca Ratón, 1991) da una lista de valores de \delta para muchos productos químicos, al igual que métodos recomendados por la contribución de grupos que permiten calcular valores de \delta para estructuras químicas
complejas.

Los términos "compuesto o composición con sabor o fragancia", tal como se usan aquí, se entiende así que definen una variedad de materiales que dan sabor y fragancia de origen tanto natural como sintético. Incluyen compuestos individuales y mezclas. Los extractos naturales pueden también encapsularse mediante el proceso de la invención; incluyen, por ejemplo, los extractos de cítricos, tales como los aceites de limón, naranja, lima, pomelo o mandarina, o los aceites esenciales de especias, entre otros. Ejemplos específicos de tales componentes de sabor y aroma pueden encontrarse en la literatura actual, por ejemplo, en Perfume and Flavour Chemicals [Productos químicos con aroma y sabor], 1969, de S. Arctander, Montclair, New Jersey (EE. UU.); Fenaroli’s Handbook of Flavour Ingredients [Manual de ingredientes con sabor de Fenaroli], CRC Press, o Synthetic Food Adjuncts [Aditamentos alimentarios sintéticos], de M. B. Jacobs, van Nostrand Co., Inc. Resultan perfectamente conocidos para la persona versada en la especialidad de productos de consumo de perfumería, sabores y aromatizantes, o sea, sustancias que imparten un olor o un gusto a un producto de consumo.

A una temperatura de almacenaje de referencia que varía aproximadamente entre 10 y 30°C, la emulsión preparada en el paso a) es un líquido viscoso caracterizado por una diferencia positiva (T - Tg) de menos de 100°C, preferentemente de menos de 50°C.

Esta emulsión viscosa se mezcla a continuación en el paso b) con un polímero hidrófilo mediante el empleo de un equipo de proceso continuo, o sea, un extrusor. Esta manera de mezclar la emulsión y el polímero hidrófilo en un proceso continuo resulta conocido en el estado previo de la especialidad, y se presenta, por ejemplo, en la patente EP 1090647, el contenido de la cual se incluye aquí por referencia. Equipos posibles empleados para introducir la emulsión en el extrusor incluyen, por ejemplo, las bombas de pistón, las bombas de Moineau, las bombas de engranajes o los extrusores laterales.

Acto seguido, la extrusión de la mezcla requiere un aparato usual de extrusión. Un aparato de extrusión aceptable comercialmente es el que lleva el nombre de marca de extrusor Clextral BC 21 de tornillos gemelos equipado con una cuchilla de corte que permite trocear la sustancia fundida a la salida de la hilera de trefilar, cuando está todavía en un estado plástico. Sin embargo, los aparatos de extrusión no están limitados a la variedad de tornillos gemelos, y pueden incluir también, por ejemplo, los de tornillo simple, los de martinete u otros métodos similares de
extrusión.

En la superficie frontal de la hilera de trefilar, la temperatura de la masa termoplástica que sale es preferible mantenerla entre 90 y 120°C, aunque resultan posibles temperaturas más elevadas o más bajas. El límite superior de la temperatura queda establecido por el punto de ebullición de las moléculas volátiles contenidas en la emulsión, a saber, agua y la composición o ingrediente que da sabor o fragancia. El límite inferior de la temperatura queda establecido por el deseo de maximizar la retención del aceite manteniendo el sistema tan fluido como resulte posible durante su extrusión. Con este objetivo, el proceso de extrusión se efectúa con valores (T - Tg), diferencia entre la temperatura de proceso y la temperatura de transición vítrea del sistema, de entre 50 y 100°C. De esta forma, la emulsión se mezcla de forma minuciosa y homogénea con un polímero, lo que proporciona un sistema dotado de una Tg satisfactoria para el propósito de la invención.

El polímero hidrófilo mezclado en el paso b) con la emulsión viscosa es un polímero termoplástico caracterizado típicamente por un parámetro \delta de solubilidad de Hildebrand mayor de 20 [Mpa]^{1/2}, preferentemente por encima de 25 [Mpa]^{1/2}, y más preferiblemente por encima de 30 [Mpa]^{1/2}. A modo de ejemplos no limitadores, los polímeros posibles incluyen los biopolímeros de carbohidratos o proteínas, tales como el almidón o la gelatina y sus hidrolizados, los polímeros semi-sintéticos, tales como los éteres de celulosa, al igual que los polímeros sintéticos tales como el alcohol polivinílico. El Handbook of Polymers [Manual de polímeros] (editores J. Brandrup, E. H. Immergut y E. A. Grulke, 4ª edición, Wiley Interscience, Nueva York, 1998) da una extensa lista de candidatos poliméricos hidrófilos potenciales clasificados en orden de polaridad creciente empleando los parámetros de solubilidad de Hildebrand. Otros polímeros hidrófilos adecuados, incluyendo los hidrocoloides y las gomas, tales como, por ejemplo, el agar y el carragenato, se citan en textos de referencia tales como H. Scherz, Hydrokolloide: Stabilisatoren, Dickungs- und Geliermittel in Lebensmittel [Hidrocoloides: Compuestos estabilizantes y espesantes en la alimentación], Band 2 der Schriftenreihe Lebensmittelchemie, Lebensmittelqualität [tomo 2 de la serie de publicaciones de química alimentaria y calidad alimentaria], Behr’s Verlag GmbH & Co, Hamburgo, 1996. El ingrediente añadido en el paso b) puede también mezclarse con otros ingredientes hidrosolubles o con ingredientes superficiales activos, tales como los emulsionantes poliméricos, oligoméricos o monoméricos citados como emulsionantes posibles de la emulsión preparada en el paso a). Pueden también mezclarse con el polímero hidrófilo ingredientes opcionales empleados usualmente en procesos de extrusión, tales como los lubricantes. No resulta necesaria aquí una descripción más detallada, pudiendo estar al tanto una persona versada en la especialidad de cómo y cuándo emplear tales ingredientes en un proceso de
extrusión.

Durante el proceso de extrusión, se obliga a pasar a la mezcla proporcionada por la emulsión y el polímero hidrófilo a través de los orificios de la hilera de trefilar, que tienen un diámetro predefinido que va de 0,25 a 10 mm, y preferentemente de 0,5 a 1,0 mm, aunque también resultan posibles diámetros de orificio mayores y menores. Las presiones de extrusión resultantes en el cabezal de la hilera de trefilar están comprendidas entre 0,1 y 100 \times 10^{5} Pa, preferentemente entre 1 y 10 \times 10^{5} Pa. El cabezal de la hilera de trefilar está equipado con una cuchilla rotatoria cortante o con cualquier otro dispositivo de corte que permite trocear la sustancia fundida según va saliendo de la hilera de trefilar, preferiblemente cuando está aún en estado plástico, tal como se plantea en la patente WO 01/17372, el contenido de la cual se incluye aquí por referencia. Como está aún en estado plástico, el modelado del producto extrudido presenta la ventaja de minimizar el aceite superficial del producto final. Además, el sistema de producción granular preparado ventajosamente por el proceso de acuerdo con la invención tiene una retención optimizada del ingrediente aromatizante o de sabor.

En un ejemplo de realización preferente, la composición de los gránulos extrudidos, en cuanto a peso, es del 3 al 33% en aceite, del 2 al 20% en agua, y del 47 al 97% en sólidos que se entiende que incluyen todos los demás ingredientes empleados en el paso a) y en el b).

El producto al final del proceso de extrusión tiene una Tg que está por encima de la temperatura de almacenaje, y más generalmente comprendida entre 30 y 60°C, aunque puede ser más elevada, dependiendo del material polimérico hidrófilo empleado. Por lo tanto, al final de este proceso de extrusión que no implica paso alguno dedeshidratación para reducir la cantidad de agua disolvente necesaria para la formación de la emulsión inicial de aceite en agua preparada en el paso a), la Tg es suficientemente elevada para producir una emulsión granular de flujo libre que es sólida a las temperaturas usuales de almacenaje. Si la Tg está en la parte extrema del límite inferior del dominio permisible de temperaturas, puede añadirse un agente anti-aglutinante para mejorar la capacidad de flujo de los
gránulos.

Los productos granulares producidos por el proceso de acuerdo con la invención pueden emplearse para impartir o modificar las propiedades organolépticas de una gran variedad de productos finales comestibles o aromatizados. En el campo de los sabores, estos productos de consumo pueden incluir alimentos, bebidas, fármacos y similares. Por otra parte, en el campo de la perfumería, los sólidos granulares de acuerdo con la invención pueden ser incorporados ventajosamente en una formulación aromatizante que ha de añadirse a productos funcionales tales como los detergentes y los suavizantes para tejidos. Otras aplicaciones funcionales de perfumería, tales como los jabones, los geles de baño o ducha, los desodorantes, las lociones corporales, los champús u otros productos para el cuidado del cabello, los limpiadores para el hogar, los bloques de limpieza y desodorización de cisternas de inodoros, pueden constituir aplicaciones adecuadas para los productos preparados por el proceso de acuerdo con la invención. Por supuesto, estos ejemplos no son exhaustivos ni restringen la invención.

Las concentraciones en las que los sólidos extrudidos de la invención pueden incorporarse en tales productos de consumo varían en una amplia gama de valores, que dependen de la naturaleza del producto al que se ha de añadir el sabor o el aroma. Las concentraciones típicas, que han de tomarse estrictamente a título de ejemplo, están comprendidas en un intervalo de valores tan amplio como desde algunas ppm hasta un 5 o incluso un 10% en peso de la composición con sabor o aroma o del producto acabado de consumo en el que se incorporan. A continuación se ilustrará la invención por medio de los siguientes ejemplos, pero no está limitada a estos ejemplos. Las temperaturas se dan en grados centígrados y las abreviaturas tienen el significado común dentro de la
especialidad.

Breve descripción del dibujo

La Figura 1 es un diagrama ternario de fase de componentes en el que el área sombreada representa las proporciones de ingrediente hidrófobo activo (O) (composición o ingrediente con sabor o aroma), portador (C) y agua (W) en la emulsión inicial. En la práctica, el área sombreada queda determinada por proporciones del 30% al 70% en peso de aceite, del 15% al 35% en peso de agua, y del 15% al 35% en peso de portador, con respecto al peso total de la emulsión.

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Ejemplos de realización de la invención

Ejemplos 1 a 4

Preparación de sistemas de producción granular de sabor de acuerdo con el proceso de la invención

Se preparó una emulsión de agua en aceite compuesta de los siguientes ingredientes:

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Ingredientes	Partes en peso

Aceite de naranja^{1)}	50
Agua	25
Hi-Cap® 100^{2)}	23
Glicerol	2
Total	\overline{100}

1) sabor a naranja 51941 A; origen: Firmenich SA, Ginebra, Suiza
2) origen: National Starch, EE. UU.

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La emulsión se inyectó en un extrusor mediante una bomba de engranajes y se mezcló con maltodextrinas de diferentes pesos moleculares, en cuatro experimentos diferentes, como se informa en la Tabla 1 más abajo. En los cuatro ejemplos, la emulsión inicial representaba el 17% en peso del producto final extrudido, y la maltodextrina el 83% en peso del producto final.

Para cada experimento, la mezcla de emulsión-maltodextrina fue extrudida a través de una hilera de trefilar de 1 mm, y se granuló en la superficie frontal de la hilera de trefilar empleando una cuchilla rotatoria. En los Ejemplos 3 y 4 se inyectó algo de agua adicional.

La Tabla 1 informa, para cada producto final, del contenido de aceite (O), del contenido de agua (W) y de la temperatura de transición vítrea (Tg). Pareció que la retención del aceite de naranja, como se determinó mediante la técnica de destilación por vapor, resultó cercana al 8,3% esperado con una retención del 100%.

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TABLA 1 Contenido en aceite, contenido en agua y valores de Tg de cuatro sistemas de producción preparados en conformidad con el proceso de la invención

Ejemplo	Maltodextrina	Contenido en aceite	Contenido en agua	Tg
		[%]	[%]	[ºC]
1	Glucidex IT 19^{1)}	8,3	7,5	49
2	Glucidex 12 Maltodextrina^{1)}	8,1	8,4	54
3	Glucidex 6^{1)}	7,9	12,3	45
4	Paselli SA2^{2)}	8,1	15,1	26
1) origen: Roquette, Francia
2) origen: Avebe, Holanda

Ejemplo 5 Preparación de un sistema de producción granular de aroma de acuerdo con el proceso de la invención

Ingredientes	Partes en peso

Perfume^{1)}	46,7
Agua	23,2
Hi-Cap® 100^{2)}	30,0
Colorante^{3)}	0,1
Total	\overline{100.0}

1) ref. 129022B; origen: Firmenich SA, Ginebra, Suiza
2) origen: National Starch, EE. UU.
3) origen: CIBA, Suiza

La emulsión se inyectó en un extrusor, como se describió en el Ejemplo 1, y se mezcló con una mezcla de maltodextrina y lubricantes de la composición siguiente:

Ingredientes	Partes en peso

Maltodextrina 2DE	98
Mezcla 1:1 de Citrem®^{1)}/aceite de coco fraccionado^{2)}	2
Total	\overline{100}

1) origen: Danisco, Dinamarca
2) origen: Stearinerie-Dubois, Francia

La emulsión inicial representaba el 19% en peso del producto final extrudido.

La mezcla fue extrudida empleando una hilera de trefilar de 2 mm y se granuló en la superficie frontal de la hilera de trefilar empleando una cuchilla rotatoria.

El polvo de flujo libre obtenido al final del proceso se caracterizaba por un contenido en agua del 13,45%, y una temperatura de transición vítrea de 34,9°C. Las pérdidas de aceite fueron leves.

Claims

1. Un proceso para la preparación de un sistema de producción de una composición o ingrediente granular hidrófobo, que comprende:

a): preparar una emulsión concentrada de aceite en agua altamente viscosa consistente en un 30%-70% en peso de una composición o ingrediente hidrófobo, un 15%-35% en peso de agua, y un 15%-35% en peso de un portador, dispersando la composición o ingrediente hidrófobo en una solución acuosa del portador;

b): mezclar continuamente mediante extrusión la referida emulsión altamente viscosa con un polímero hidrófilo y extrudiendo la mezcla resultante a través de al menos un orificio de una hilera de trefilar de tamaño predefinido para obtener un sistema de producción de una composición o ingrediente granular hidrófobo;

estando caracterizado dicho proceso porque la emulsión preparada en el paso a) comprende al menos un 15% en peso con respecto al peso total de la emulsión de emulsionante seleccionado de entre el grupo de los hidrocoloides, tales como la goma arábiga y la gelatina, los biopolímeros modificados químicamente, tales como los hidrolizados de octenil succinato de almidón, los ésteres celulósicos para uso alimentario, o los agentes monoméricos superficiativos, tales como la sacarosa o los ésteres de sorbitol de ácidos grasos, o las lecitinas.

2. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el portador consiste en un emulsionante.

3. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el portador comprende un emulsionante mezclado con un monómero, oligómero o polímero hidrosoluble.

4. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el emulsionante es un polímero hidrosoluble.

5. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el polímero hidrosoluble está seleccionado de entre el grupo consistente en goma arábiga, gelatina e hidrolizado de octenil succinato de almidón.

6. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición o ingrediente hidrófobo es una composición o ingrediente que da sabor o aroma caracterizado por un parámetro \delta de solubilidad de Hildebrand menor de 30 [Mpa]^{1/2}.

7. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero hidrófilo es un polímero termoplástico caracterizado por un parámetro \delta de solubilidad de Hildebrand mayor que 20 [Mpa]^{1/2}.

8. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla extrudida proporcionada al final del paso b) es troceada directamente según sale del orificio de la hilera de trefilar.

9. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión preparada en el paso a) posee una temperatura de transición vítrea Tg tal que la diferencia (T - Tg) es positiva pero inferior a 100°C, cuando T es una temperatura de almacenaje comprendida entre 10 y 30°C.

10. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la diferencia (T - Tg) es positiva pero inferior a 50°C.

11. Un proceso, en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión de aceite en agua tiene una viscosidad mayor que 10^{3} cP.

12. Un sistema de producción granular susceptible de ser obtenido mediante un proceso como es definido en la reivindicación 1.