JP6979972B2

JP6979972B2 - 高充填フレーバー粒子

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Publication number: JP6979972B2
Application number: JP2018562007A
Authority: JP
Inventors: スナイダードナルド; ヂァンジアン
Original assignee: Firmenich SA
Current assignee: Firmenich SA
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2021-12-15
Anticipated expiration: 2037-05-24
Also published as: JP2019517604A; CN109195456B; BR112018074383A2; WO2017203006A1; US20190289891A1; CN109195456A; EP3462912A1

Description

本発明の技術分野は、高いフレーバー充填を有するカプセル化フレーバー粒子に関する。

背景技術
溶融押出の制限は、典型的に１０質量％未満である低いフレーバー充填である。フレーバー充填は、非常に揮発性のあるフレーバーについては１〜２％、食品バイオポリマーに基づくキャリヤーを有する低い揮発性のフレーバーで１０％まで低くあってよいことが報告されている。炭水化物ポリマーでの溶融押出は、典型的に、約５〜６質量％の最大フレーバー充填を有する。多くの適用において、高いフレーバー強度を要求し、かかる低いフレーバー充填は、使用において費用効果がない。したがって、押出粒子において高いフレーバー充填を有することが望まれる。

要約
本明細書において、押出粒子を製造するための方法であって、
ａ．加工デンプン及び２０％以下の水を混合すること、ここで、含水量は、混合物が室温を上回るガラス転移温度Ｔ_gを有する量である、
ｂ．溶融塊を形成するために十分な温度で混合物を加熱すること、
ｃ．混合物又は溶融塊又はその双方に、約１２質量％以上の量のフレーバーを添加して、フレーバー付与した溶融塊を形成すること、
ｄ．ダイを介して溶融物を押出して、押出物を形成すること、
ｅ．押出物を切断又は粉砕して、粒子の合計質量に対して約１２質量％以上の保持されたフレーバーを有する押出粒子を形成すること、ここで粒子のガラス転移温度は実質的に混合物と同一である
を含む、方法が提供される。

また、
ａ．キャリヤーであって、
ｉ．加工デンプン
ｉｉ．マルトデキストリン、又は異なるデキストロース当量（ＤＥ）値を有するマルトデキストリンのブレンド
を含むキャリヤー、
ｂ．粒子の合計質量の２０質量％以下の水、
ｃ．１２％以上のフレーバー、ここで粒子は約０．５〜約５ｍｍのサイズを有する、
を含む粒子も提供される。

偏光下でのＣａｐｓｕｌ（登録商標）の顕微鏡写真を示す。偏光下でのＭｉｒａＣａｐ（登録商標）の顕微鏡写真を示す。１８ＤＥマルトデキストリン１００％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。１８ＤＥ７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。１０ＤＥ７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。６ＤＥ７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。１ＤＥ７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。１ＤＥ３５％、６ＤＥ３５％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。１ＤＥ３５％、１８ＤＥ３５％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。押出粒子中で保持された最大フレーバーとキャリヤーＤＥ値との関係を示す。１８ＤＥ７０％及びα化Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）３０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。実施例Ｈ及びＩにおいて使用されたＣａｐｓｕｌ（登録商標）（上部）及び圧縮Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）（下部）の走査型電子顕微鏡法を示す。１８ＤＥ５０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）５０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。１８ＤＥ５０％及び圧縮Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）５０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。最適化前のスクリュー構成を使用した６ＤＥ５０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）５０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。最適化したスクリュー構成を使用した６ＤＥ５０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）５０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。最適化したスクリュー構成を使用した６ＤＥ５６％、グルコース一水和物９％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３５％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。最適化したスクリュー構成を使用した６ＤＥ４１％、グルコース一水和物９％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）５０％を含有するキャリヤーを有する押出粒子の偏光顕微鏡写真を示す。

発明の詳細な説明
要約書、明細書及び特許請求の範囲について、「又は」の使用は、特に明記されない限り「及び／又は」を意味する。同様に、「含有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含有している（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」及び「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、置き換えることができ、かつ制限することを意図しない。

さらに、種々の実施形態の記載が「含有している（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」の用語を使用する場合に、当業者は、ある特定の例において、実施形態が「実質的にからなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙｏｆ）」又は「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆ）」の言語を使用して代わりに記載されてよいことを理解していることを、さらに理解すべきである。

本明細書における加工デンプンに関しては、その疎水性を高めて安定剤及び乳化剤として作用するために改質されているデンプンを意味する。いくつかの制限のない例は、オクテニルコハク酸無水物で改質したデンプン、例えばＴａｔｅ＆Ｌｙｌｅ社製のＭｉｒａＣａｐ（登録商標）、Ｉｎｇｒｅｄｉｏｎ社製のＣａｐｓｕｌ（登録商標）、Ｃａｒｇｉｌｌ社製のＥｍＣａｐ（登録商標）等を含む。

本明細書において、押出粒子を製造するための方法であって、
ａ．加工デンプン及び２０％以下の水を混合すること、ここで、含水量は、混合物が室温を上回るガラス転移温度Ｔ_gを有する量である、
ｂ．偏光下で実質的に複屈折を示さない溶融塊を形成するために十分な温度で混合物を加熱すること；全ての実施形態の全体にわたって複屈折を示す場合に、デンプンの特徴的な複屈折を意味する、
ｃ．混合物又は溶融塊又はその双方に、約１２質量％以上の量のフレーバーを添加して、フレーバー付与した溶融塊を形成すること、
ｄ．ダイを介して溶融物を押出して、押出物を形成すること、
ｅ．押出物を切断又は粉砕して、粒子の合計質量に対して約１２質量％以上の保持されたフレーバーを有する押出粒子を形成すること、ここで粒子のガラス転移温度は実質的に混合物と同一である
を含む、方法も提供される。

さらに、
ａ．キャリヤーであって、
ｉ．加工デンプン
ｉｉ．マルトデキストリン、又は異なるＤＥ値を有するマルトデキストリンのブレンド
を含むキャリヤー
ｂ．粒子の合計質量の２０質量％以下の水
ｃ．１２％以上のフレーバー、ここで粒子は偏光下で実質的に複屈折を示さず、かつ約０．５〜約５ｍｍのサイズを有する
を含む粒子が提供される。

一実施形態において、キャリヤーは、マルトデキストリン、例えばこれに制限されないが１〜２０ＤＥのマルトデキストリンを含む。特に、マルトデキストリンは、高分子量マルトデキストリン、特に約４〜９ＤＥ、さらにより特に５〜７ＤＥ及びより特に６ＤＥである。一実施形態において、マルトデキストリンは、低分子量マルトデキストリン、特に約６〜２０ＤＥ、より特に１０〜２０ＤＥ、さらにより特に１７〜２０ＤＥ、及びさらにより特に１８ＤＥである。凝集している加工デンプンを使用する場合に低分子量マルトデキストリンを使用して複屈折の著しい減少又は除去が見出されている。あらゆる理論に縛られることを望まないが、フレーバーの高充填が、デンプンの凝集の結果、より大きいデンプンのゼラチン化をもたらし、さらに、低レベルで又は完全に存在せずに観察される偏光顕微鏡下での複屈折をもたらし、ゼラチン化前に結晶領域が占めていた空間をフレーバー分子が占めることを可能にすることが考えられる。第二に、加工デンプンの疎水性基は、疎水性フレーバーに大いに曝される。

一実施形態において、マルトデキストリンは、デンプン及びマルトデキストリンの合計質量の約３０質量％〜約９０質量％までの量で提供される。デンプン及びマルトデキストリンは、「キャリヤー」として考慮される。一実施形態において、マルトデキストリンは、キャリヤーの合計質量の約３０質量％〜約７０質量％まで、より特に約３５質量％〜約６５質量％までの量で提供される。一実施形態において、マルトデキストリンは、キャリヤーの合計質量の約３５質量％の量で提供される。他の実施形態において、マルトデキストリンは、キャリヤーの合計質量の約６５％の量で提供される。

一実施形態において、キャリヤーは、溶融塊を形成するために、約６０℃〜約１２０℃まで、より特に約９０℃〜約１１０℃まで、より特に約１００〜約１１０℃の温度まで加熱される。

押出粒子は、押出機のダイ面で形成されうるが、例えば切断プロセスを使用して熱いままでである。

一実施形態において、押出粒子は、約０．５〜５ｍｍのサイズを有する。

一実施形態において、溶融塊又は粒子は、偏光顕微鏡下で観察して非常に低いか全くない複屈折を有する。

一実施形態において、粒子のガラス転移温度は、実質的に混合物のガラス転移温度と同一である。これは、水の低い損失（又は水の損失がないこと）を確実にすることによって達成される。

この特定の実施形態にしたがって、得られる溶融物のガラス転移温度（Ｔ_g）が、最終生成物の所望のＴ_g値に対応し、実質的に同一であることを保証するために、少量の水を混合物に添加する。言い換えれば、他の方法、例えば湿式造粒法に反して、押出前の混合物のガラス転移温度は、最終生成物について要求される値を既に有しており、その温度は、室温を超える温度、好ましくは４０℃超であり、その結果、生成物は、易流動性顆粒の形で周囲温度で貯蔵されてよい。結果として、本発明のこの実施形態は、水を除去してＴ_gを許容可能な値まで増加させることを意図した、押出に続く追加の乾燥ステップを省くことができる。

そして、その混合物は、９０〜１３０℃である所定の温度で混合物の温度を維持する押出機アセンブリ中で押し出される。この温度は、本発明のシステムに適応される：第一に、混合物を溶融塊の形で維持するために炭水化物マトリックスのガラス転移温度を超えなければならない。圧力も、溶融物の均質性を維持するために適切な値が適用され、かつ調整される。典型的に、１００ｂａｒ（１０⁷Ｐａ）までの圧力値が、装置のサイズに依存して使用されてよい（例えば、大規模押出機については圧力を２００ｂａｒまで高めることが必要とされうる）。

この特定の実施形態において、混合物が押出機のダイ部分にくるため、温度は、キャリヤーのガラス転移温度よりもまだ上回る。押出機は、カッターナイフを備えており、したがって混合物は、溶融物の温度で切断される。周囲空気により周囲温度まで冷却されると、既に切断されたガラス状材料は、溶融マトリックスを切断前に乾燥させる他のプロセスの場合とは異なり、スフェロナイザー（spheroniser）、流動床乾燥機又は他の装置中で成形又は乾燥させる必要がない。特定の実施形態において、周囲空気は、冷たい空気を含む。

揮発性化合物／炭水化物混合物のガラス転移温度は、最初の混合物に添加した水の量に依存する。実際に、Ｔ_gは、水の割合が増加した場合に減少することが当該技術分野において周知である。本発明の後者の実施形態において、混合物に添加された水の割合は低く、すなわち、得られた混合物のガラス転移温度は、実質的に、最終のフレーバー又はフレグランスデリバリーシステム、すなわち押し出された生成物について所望されたガラス転移温度に等しい。

目下、前記したように、得られるカプセル化した化合物又は組成物についての要求は、貯蔵及び続いて使用される温度よりも著しく高いガラス転移温度Ｔ_gを示すことである。限界温度（Ｔ_g）は、少なくとも室温より高く、及び好ましくは４０℃より高くあるべきである。本発明において使用される水の割合は、したがって、当業者がマトリックスにおいて使用される炭水化物ガラス及び最終生成物の要求されるＴ_gの関数として適用及び選択できる広範囲の値で変動する。

前記したように、このプロセスの押出ステップは、押出装置を要求する。商業上容認できる押出装置は、カッターナイフを備えた、商標名ＣｌｅｘｔｒａｌＢＣ２１二軸スクリュー押出機であり、まだプラスチックである場合にダイ出口で溶融物を切断することが可能であるものである。したがって、切断された生成物は、まだマトリックスのガラス温度より高い温度である。

押出装置は、二軸スクリュー種に制限されず、例えば一軸スクリュー、ラム、又は他の類似の押出法も含みうる。

押出プロセス中に、混合物は、約０．２５０〜１０ｍｍ、より特に約０．５〜約２．０ｍｍまで、及びより特に０．７〜２．０ｍｍの範囲である所定の直径を有するオリフィスを有するダイを通して押し込まれる。しかしながら、ダイについて非常に大きい直径も可能である。

切片の長さは、特定の切断装置のストローク速度を制御することによって調節される。

提供された切片は、続いて周囲空気により周囲温度まで冷却される。乾燥又はさらなる処理は必要ない。得られる顆粒は、サイズの均一性を示し、得られるカプセルのこのサイズの均一性は、フレーバー放出の改善された制御を可能にする。

溶融物がダイを出る時に造粒を実施する、本発明のこの特定の実施形態にしたがって、実質的に均一な粒度分布の固体フレーバーデリバリーシステムが得られる。

特定の実施形態において、本明細書において、押出技術によって容易に加工されて乾燥した押し出された固体を形成できる炭水化物又は炭水化物誘導体を含有するキャリヤーが提供される。適した材料の特定の例は、スクロース、グルコース、ラクトース、マルトース、フルクトース、リボース、デキストロース、イソマルト、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、ラクチトール、マルチトール、ペンタトール、アラビノース、ペントース、キシロース、ガラクトース、Ｔｒｅｈａｌｏｓｅ（登録商標）、水素化コーンシロップ、マルトデキストリン、寒天、カラゲナン、ゴム、ポリデキストロース、並びにそれらの誘導体及び混合物からなる群から選択されるものを含む。他の適したキャリヤー成分は、参考文献、例えばH. Scherz, Hydrokolloide : Stabilisatoren, Dickungs- und Geliermittel in Lebensmittel, Band 2 der Schriftenreihe Lebensmittelchemie, Lebensmittelqualitaet, Behr’s Verlag GmbH & Co, Hamburg, 1996において挙げられている。本明細書において提供される特定の実施形態においては、２０を超えないデキストロース当量（≦２０ＤＥ）を有するマルトデキストリンを含む。

特に、炭水化物は、乳化していない水溶性材料、例えば、制限されることなく、マルトデキストリンを含んでよい。特定の実施形態において、炭水化物は、約１〜約２０のデキストロース当量（ＤＥ）を有するマルトデキストリンである。特定の実施形態において、マルトデキストリンは、約１０のＤＥから約１８ＤＥまでを有するマルトデキストリンから選択される。他の実施形態において、炭水化物は、２１から４９までのＤＥを有するコーンシロップを含む。種々の源、例えば、制限されることなく、トウモロコシ、コムギ、ジャガイモ又は米からデンプンの加水分解によって製造されたあらゆる炭水化物を使用できる。他の実施形態において、炭水化物は、水素化デンプン加水分解物（例えばＨＳＰｏｌｙｏｌｓ）、フルクトースオリゴ糖（例えば制限されることなくＯｒａｆｉｔ社製のＩｎｕｌｉｎ）、可溶性繊維、例えば制限されることなくＮｕｔｒｉｏｓｅ（Ｒｏｑｕｅｔｔｅ）及びα化デンプンである。

他の実施形態において、潤滑剤が本明細書において提供される。あらゆる理論に束縛されることを望まない一方で、潤滑剤は、出口側ダイで溶融塊の剪断及び膨張を低減することが考えられている。ある実施形態において、潤滑剤は、中鎖トリグリセリド（ＭＣＴ）を含みうる。他の実施形態において、潤滑剤は、ミセル状界面活性剤、例えばレシチン又は脂肪酸エステル（例えばクエン酸、酒石酸、酢酸）、ＤＡＴＥＭ、ＣＩＴＲＥＭ、又はそれらの混合物を含む。特定の実施形態において、潤滑剤を、粒子の総質量の、約５質量％まで、特に約０．２〜約５質量％まで、より特に約０．８質量％〜約２質量％まで、及びさらにより特に約１〜２質量％の量で提供してよい。前記実施形態において、潤滑剤は、粒子の合計質量の２％の量で提供される。他の実施形態において、潤滑剤は、粒子の合計質量の１％の量で提供される。

ある実施形態において、押出粒子の良好なフレーバー安定性を提供する必要がある。低分子量炭水化物をキャリヤー中に組み込むことは、貯蔵中の酸化及び蒸発による損失に対するフレーバー安定性を改善することができることが見出されている。適した低分子量炭水化物の特定の例は、スクロース、グルコース、ラクトース、マルトース、フルクトース、リボース、デキストロース、イソマルト、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、ラクチトール、マルチトール、ペンタトール、アラビノース、ペントース、キシロース、ガラクトース、Ｔｒｅｈａｌｏｓｅ（登録商標）からなる群から選択されるものを含む。低ＤＥマルトデキストリン（例えば８以下のＤＥ）、及び糖（例えばグルコース一水和物）５〜１０％、及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）１０〜５０％の組み合わせが、１２％より多い保持されたフレーバーを得るために使用されてよい。したがって、本明細書において、
ａ．粒子の合計量の約６０質量％〜約８０質量％まで
ここで、キャリヤーは、
ｉ．キャリヤーの合計質量の５０〜７０質量％の１〜１８ＤＥマルトデキストリン
ｉ．キャリヤーの合計質量の３０〜５０質量％の加工デンプン
ｉｉ．５％超の低分子量炭水化物
を含み、
ｂ．粒子の合計質量の８〜２０質量％の水
ｃ．粒子のサイズが約０．５〜約５ｍｍであるフレーバー
を含む粒子で提供される。

特定の実施形態において、粉末を、例えば、制限されることなく、ダイ出口で溶融物を顆粒状にするためにカッターナイフを備えたＴｈｅｒｍｏＰｒｉｓｍ１６ｍｍ二軸スクリュー研究室用押出機又はＣｌｅｘｔｒａｌＢＣ２１を使用して、０．７ｍｍのダイ孔を通して５００ｇ／ｈのスループットで押し出してよい。他の実施形態において、溶融物は、例えばストランドとして押し出され、冷却され、そして切断されるか又は粉砕されてよい。特定の実施形態において、スクリューは２つの混合領域を有するように配置される。さらなる実施形態において、温度プロフィールは、第一の混合領域からダイプレートまで８０℃〜１００℃〜１０５℃〜１０８℃であってよい。溶融物温度は、約８０℃から約１２０℃までの範囲であってよい。特定の実施形態において、混合の温度は約１０８℃である。

一実施形態において、押出機は、２０〜約１１０℃の範囲の温度で２〜８個の加熱領域及び冷却領域を含む。押出機は、少なくとも２つの混合領域を含んでいてもよい。

さらなる実施形態において、温度は、ダイ出口範囲で約９０〜約１３０℃及び特に約９８℃の範囲である。特定の実施形態において、圧力は１００ｂａｒ未満に維持される。特に、ダイ出口での温度は、予想されるＴ_gよりも約５０℃高くてよい。

軟化温度又はガラス転移温度を、有利には、４０℃より高く維持して、周囲温度で製造された粉末の易流動性を確実にする。キャリヤーのガラス転移温度が室温より高い、及び好ましくは４０℃より高いことを確実にするために、少量の水を混合物に添加してよい。フレーバー又はフレグランス／炭水化物混合物のガラス転移温度は、最初の混合物に添加した水の量に依存する。Ｔ_gは、水の割合が増加する場合に減少する。理論的に、混合物に添加された水の割合は低く、すなわち、得られた混合物のガラス転移温度は、実質的に、最終のフレーバー又はフレグランスデリバリーシステム、すなわち押し出された生成物について所望されたガラス転移温度に等しい。一実施形態において、ガラス転移温度Ｔ_gは、粒子を貯蔵し続いて使用する温度より著しく高い温度で提供される。理論的に、温度は、少なくとも室温より高く、及び好ましくは４０℃より高くあるべきである。使用される水の割合は、したがって、当業者がマトリックスにおいて使用される炭水化物ガラスと最終生成物の要求されるＴ_gの関数として適用及び選択できる広範囲の値で変動しうる。例えば、ＤＥ１８を有する炭水化物ガラスについて、混合物中で５〜１０％の割合の水を使用してよい。

ある実施形態において、本明細書において提供される粒子又はビーズのサイズ（直径）は、約０．４ｍｍから約５ｍｍまで、特に約０．５ｍｍから約２ｍｍまで、より特に約０．５ｍｍから約１．４ｍｍまで、より特に０．５ｍｍから１ｍｍまで、及びさらにより特に約０．６ｍｍ、０．７ｍｍ又は１．４ｍｍのサイズの範囲である。

本明細書において提供される実施形態は、適したゼラチン化及びしたがって押出粒子の低いか全くない複屈折が、より高く保持されるフレーバー油を得るための鍵であったことが証明されている。低い複屈折及びより高く保持されるフレーバーが、押出機の最適化されたスクリュー構成（screw configuration）を使用することによっても得られることも発見されている。一般に、押出機バレルは、多数のバレルセクションからなり、それらは独立して温度制御されている。二軸スクリューは、スプライン又はシャフト上をスライドする多数のスクリュー部材からなる。スクリュー部材の順序及び選択は、一般にスクリュー構成と言われ、高いフレーバー充填を得ることにおいて重要な事項である。最適化されたスクリュー構成を以下に記載し、機械的ドライブに最も近く、製品の出口であるダイの末端に続く粉末供給末端から順序付ける。

供給領域は、粉末供給末端に最も近い位置にあり、粉末供給口を有するバレルを含む。供給領域は、粉末供給口を介して空気を向流に逃がすことが可能でありながら粉末を押出機に移すために使用される運搬スクリュー部材から構成される。運搬部材は、一定ピッチ又は漸減ピッチを有していてよい。この領域におけるバレルの温度は、典型的に２０℃〜４０℃で制御される。液体は、この領域に連続して注入されてよい。

溶融領域は、供給領域の下流にある。溶融領域は、主に、機械的エネルギーを製品に移し、粉末を溶融するために使用される、混練ブロック及び運搬部材からなる。混練ブロックは、十分なエネルギーを提供して、製品を過熱することなく粉末を溶融するために選択される。この領域におけるバレルの温度は、典型的に６０℃〜１１０℃で制御される。液体は、典型的にこの領域に注入されない。

混合領域は、溶融領域の下流にある。混合領域は、熱発生を最小限にしながら、フレーバー及び液体を溶融物中に分散するための混練ブロック及び混合部材からなる。この領域におけるバレルの温度は、典型的に６０℃〜１１０℃で制御される。液体は、この領域に連続して注入されてよい。

ポンピング領域は、混合領域の下流にある。ポンピング領域は、ダイに隣接しており、混合部材及び運搬部材からなり、ダイを介して溶融物を押し出すために十分な圧力を生じるために使用される。運搬部材は、一定ピッチ又は漸減ピッチであってよい。この領域におけるバレルの温度は、典型的に６０℃〜１１０℃で制御される。液体は、典型的にこの領域に注入されない。

二軸スクリューの回転速度は、生成物が過熱することなく溶融物中のフレーバーを分散させるために十分な混合を提供するために最適化され、溶融物が押出機ダイを出る時にフレーバー及び／又は水を気化させることができる。特定の機械エネルギーが監視され、プロセスパラメータが調整されてエネルギー入力が制御される。

「フレーバー又はフレグランス組成物」に関しては、本明細書において、フレーバー配合物の製造のための、すなわち、その感覚刺激特性、特にそのフレーバー及び／味を付与、改良又は改質するために食用組成物又は咀嚼可能な生成物に添加されることを意図した成分の特定の混合物の製造のための、フレーバー成分、又はフレーバー成分、溶媒又は現行の補助剤の混合物を意味する。フレーバー成分は、当業者に周知であり、かつそれらの性質は、本明細書における詳細な記載を保証せず、あらゆる場合において網羅的ではなく、その際当業者は、一般の知識に基づいて、及び任意の使用又は適用及び達成するために所望された感覚刺激性効果に従って、前記ベースを選択することができる。それらのフレーバー成分の多くは、参考文献において、例えばS. ArctanderによるPerfume and Flavor Chemicals, 1969, Montclair, N.J., USAの本又はその最新版において、又は同様の他の研究、例えばFenaroli's Handbook of Flavor Ingredients, 1975, CRC Press or Synthetic Food Adjuncts, 1947, by M. B. Jacobs, van Nostrand Co., Incにおいて挙げられている。フレーバー配合物の製造のための現行の溶媒及び補助剤は当業者に周知である。

特定の実施形態において、フレーバーはミントフレーバーである。より特定の実施形態において、ミントは、ペパーミント及びスペアミントからなる群から選択される。

さらなる実施形態において、フレーバーは、冷却剤又はそれらの混合物である。

他の実施形態において、フレーバーは、メントールフレーバーである。

クエン酸が主な天然に生じる酸であるフルーツに由来する又はフルーツを基礎とするフレーバーは、制限されることなく、例えば、柑橘フルーツ（例えばレモン、ライム）、リモネン、ストロベリー、オレンジ、及びパイナップルを含む。一実施形態において、フレーバー食品は、直接フルーツから抽出されたレモン、ライム又はオレンジのジュースである。フレーバーのさらなる実施形態は、オレンジ、レモン、グレープフルーツ、キーライム、シトロン、クレメンタイン、マンダリン、タンジェリン及びあらゆる他の柑橘フルーツ、又はそれらの変種もしくは雑種から抽出されたジュース又は液体を含む。特定の実施形態において、フレーバーは、オレンジ、レモン、グレープフルーツ、キーライム、シトロン、クレメンタイン、マンダリン、タンジェリン、あらゆる他の柑橘フルーツ又はそれらの変種もしくは雑種、ザクロ、キウイフルーツ、スイカ、リンゴ、バナナ、ブルーベリー、メロン、ショウガ、ピーマン、キュウリ、パッションフルーツ、マンゴー、ナシ、トマト、及びイチゴから抽出又は蒸留した液体を含む。

特定の実施形態において、フレーバーは、リモネンを含む組成物を含み、特定の実施形態において、該組成物は、さらにリモネンを含む柑橘類である。

他の特定の実施形態において、フレーバーは、イチゴ、オレンジ、ライム、トロピカルフルーツ、ベリーミックス、及びパイナップルを含む群から選択されるフレーバーを含む。

フレーバーの語句は、食品のにおいを付与又は改質するフレーバーだけでなく、味覚を付与又は改質する成分も含む。フレーバーの語句は、食品のにおいを付与又は改質するフレーバーだけでなく、味覚を付与又は改質する成分も含む。後者は、それ自体、味覚又はにおいを有する必要はないが、味覚を改質することができ、他の成分は、例えば塩味増強成分、甘味増強成分、うまみ増強成分、苦味ブロック成分等を提供する。

さらなる実施形態において、適した甘味成分は、本明細書において記載された粒子中に含まれてよい。特定の実施形態において、甘味成分は、糖（例えば制限されることなくスクロース）、ステビア成分（例えば制限されることなくステビオシド又はレバウジオシドＡ）、シクラミン酸ナトリウム、アスパルテーム、スクラロース、サッカリンナトリウム、及びアセスルファムＫ、又はそれらの混合物からなる群から選択される。

本明細書において提供される乾燥粒子は、飲料、液体乳製品、調味料、焼成製品、フロスティング、ベーカリーフィリング、キャンディー、チューインガム及び他の食品生成物にフレーバーを提供するために適していてよい。

飲料は、制限されることなく、コーラ、レモン−ライム、ルートビア、ヘビーシトラス（「デュータイプ」）、フルーツフレーバー及びクリームソーダを含む炭酸ソフトドリンク；粉末ソフトドリンク、並びに液体濃縮物、例えばファウンテンシロップ及びコーディアル；コーヒー及びコーヒー系ドリンク、コーヒー代用品及びシリアル系飲料；ドライミックス製品及びすぐ飲める茶（ハーブ及び茶葉ベース）を含む茶；フルーツジュース及び野菜ジュース及びジュースフレーバー飲料並びにジュースドリンク、ネクター、濃縮物、パンチ及び「エード」；炭酸及びスチルの加糖及びフレーバー水；スポーツ／エナジー／健康ドリンク；ビール及び麦芽飲料、サイダー及びワイン（スチル、スパークリング、酒精強化ワイン及びワインクーラー）を含むアルコール飲料とアルコールフリー及び他の低アルコール製品；加熱（煎じ出し、加熱殺菌、超高温度、オーム加熱又は工業用無菌殺菌）及び熱充填包装で加工した他の飲料；並びに濾過又は他の保存技術を介して製造した清涼充填製品を含む。

液体乳製品は、制限されることなく、凍結していない、部分的に凍結した及び凍結した液体乳製品、例えばミルク、アイスクリーム、ソルベ及びヨーグルトを含む。

調味料は、制限されることなく、ケチャップ、マヨネーズ、サラダドレッシング、ウスターソース、フルーツフレーバーソース、チョコレートソース、トマトソース、チリソース、及びマスタードを含む。

焼成製品は、制限されることなく、ケーキ、クッキー、ペーストリー、パン、ドーナツ等を含む。

ベーカリー用詰め物は、制限されることなく、低い又は中性ｐＨの詰め物、高い、中程度の又は低い固体の詰め物、フルーツ又はミルクベース（プリンタイプ又はムースタイプ）の詰め物、温かい又は冷たい詰め物、及び無脂から全脂肪の詰め物を含む。

実施例Ａ及びＢ
ＢＣ−２１同時回転二軸スクリュー押出機（Ｃｌｅｘｔｒａｌ、ＦｉｒｍｉｎｙＦｒａｎｃｅ、Ｌ／Ｄ＝３２）を使用して、一重のコールドプレスオレンジ油を固体の微粒子形にカプセル化した。粉末供給物は、マルトデキストリン及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）からなった。その粉末を、ロス・イン・ウェイト粉末フィーダーにより８．０ｋｇ／ｈｒの設定点で押出機に供給した。潤滑剤（大豆レシチン／ＮｅｏｂｅｅＭ５）を１００ｇ／ｈｒの速度で注入した。押出機バレル上での温度設定点は、２０〜１００℃の範囲であった。スクリュー速度は５００ｒｐｍで一定に維持した。炭水化物溶融物を、直径１ｍｍの孔を有するダイプレートを通して押し出した。定常状態の押出条件を確立した後に、粒子を、回転刃／ナイフにより切断し、そして粒子を７１０〜１４００μｍの間でふるい分けした。その試料を、含油量及びガラス転移温度の分析のために収集した。

オレンジ油を、異なる流量で押出機に注入して、異なるフレーバー充填を得た。それぞれのフレーバー充填で、全てのプロセスのパラメータを、少なくとも２０分間安定に維持した。押出機に注入された最大充填量を、ダイでの油の脱位相を観察した場合に確認した。水を可塑剤として押出機に注入して、ガラス転移温度（Ｔ_g）約３５〜４０℃を有する試料を得た。

異なるキャリヤー組成物を有する押出粒子を製造した。質量％でのキャリヤー配合物を表１、２及び３において要約する。含油量を、蒸気蒸留を使用して決定した。ニート油を蒸留して、オレンジ油の蒸留率（回収）を算出した。押出粒子を２時間蒸留した。試料を室温まで冷却した後に油の体積を記録し、そして回収した油の量を、体積及び密度から算出した（オレンジ油について０．８４ｇ／ｍＬ）。

実施例Ａでは、１８ＤＥマルトデキストリン７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％をキャリヤーとして使用した。押出機中に注入することができた最大フレーバー充填量は、ダイでのあらゆる油脱位相なしに１２．６％であり、保持された含油量は、押出粒子において９．１％であった。実施例Ｂでは、１０ＤＥマルトデキストリン７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％をキャリヤーとして使用し、押出機に注入した最大値は、９．１％の保持に対応して１２．３％であった。１８ＤＥマルトデキストリン、１０ＤＥマルトデキストリン及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）のモル質量を、サイズ排除クロマトグラフィにより決定し、配合物Ａ及びＢのＤＥ値を、それぞれ１０．２及び７．８と算出した。実施例Ａ及びＢの配合物及びフレーバー保持の詳細を表１において記載した。

表

^＊Ｍ_n（数平均分子量）を、文献から公知のサイズ排除クロマトグラフィにより決定した。

実施例Ａ及びＢの双方において、押し出した試料中で保持されたフレーバー油は、１０％未満であり、報告された値と合致する。Ｐｏｒｚｉｏ及びＺａｓｙｐｋｉｎ（米国特許第７４８８５０３号Ｂ１（ＵＳ７４８８５０３Ｂ１））は、溶融押出において４つのキャリヤーの例を提供した：Ｈｉ−Ｃａｐ１００：ＥｍＣａｐ１２６３９：Ｌａｃｔｏｓｅ（４０：３０：３０％）、Ｅｍｃａｐ１２６３４：Ｈｉ−Ｃａｐ１００：Ｌａｃｔｏｓｅ（４０：２０：４０％）、ＭｉｒａＣａｐ：Ｈｉ−Ｃａｐ１００：Ｄｅｘｔｒｏｓｅ（７５：２０：５％）、及びＥｍＣａｐ１２６３４：Ｓｔａｄｅｘ９０：Ｌａｃｔｏｓｅ（５０：２０：３０％）。全ての場合において、レモネードフレーバー又はバターフレーバーの調整は、５．９〜９．６％の範囲であった。Ｚａｓｙｐｋｉｎ、Ｐａｒａｎｊｐｅ、Ｒｅｉｃｋ、及びＪｏｈｎｓｏｎ（ＵＳ特許出願第２０１３／０２４３８５１号Ａ１（ＵＳ２０１３／０２４３８５１Ａ１））は、５ＤＥマルトデキストリン８０％、１８ＤＥマルトデキストリン１７％及びサポニンＱｕｉｌｌａｊａ抽出物３％を含むキャリヤー組成物の例を提供しており、５倍のバレンシアオレンジ油についての最大調整は、９．９％であった。

加工デンプン（例えばＣａｐｓｕｌ（登録商標）、ＭｉｒａＣａｐ（登録商標）等）は、１０〜３０μｍの粒径を有する顆粒として存在する。これらの顆粒は、偏光下で強い複屈折を示す半結晶構造を有する（図１及び２）。Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）を使用せずに製造した押出粒子は、実質的に複屈折を示さず（図３）、一方でＣａｐｓｕｌ（登録商標）並びに１８ＤＥマルトデキストリン（実施例Ａ）及び１０ＤＥマルトデキストリン（実施例Ｂ）を使用して製造した押出粒子は、図４及び５において図示されるように強い複屈折を示した。強い複屈折の存在は、Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）のカプセル化の性能を負に影響するデンプン顆粒の不適合なゼラチン化を示し、したがって低レベルの保持されたフレーバーをもたらした（１０％未満）。

実施例Ｃ及びＤ
Ｃ及びＤのキャリヤー配合物は、低いＤＥマルトデキストリン（６ＤＥ又は１ＤＥ）及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）からなる。実施例Ａ及びＢにおいて記載される条件と同一のプロセス条件に続いて、ダイでの油の脱位相なしに押出機に注入できる最大フレーバー充填は、６ＤＥマルトデキストリン７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％について１５．７％、及び１ＤＥマルトデキストリン７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％について１８．５％であった。押出粒子中に保持された最大のオレンジフレーバーは、６ＤＥマルトデキストリン７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％について１２．１％、及び１ＤＥマルトデキストリン７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％について１５．３％であった。６ＤＥマルトデキストリン、１ＤＥマルトデキストリン及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）のモル質量を、サイズ排除クロマトグラフィにより決定した。配合物Ｃ及びＤのＤＥ値は、それぞれ４．７及び１．２と算出された。実施例Ｃ及びＤの配合物及びフレーバー保持の詳細を表１において記載した。Ｃ及びＤの双方の実施例において、保持されたフレーバーは、Ａ及びＢの実施例よりも著しく高い１２％超であった。配合物Ｃ及びＤで製造した押出粒子は、図６及び７において図示するように偏光下で実質的に複屈折を示さなかった。低い複屈折強度は、デンプン顆粒のゼラチン化の大きい程度を示し、したがってカプセル化性能を改善した。実施例Ａ及びＢと比較して実施例Ｃ及びＤにおける保持されたフレーバーのより高い含有量は、Ａ及びＢの押出粒子における複屈折強度よりも少ない（低い）Ｃ及びＤの押出粒子における複屈折強度に起因する。

実施例Ｅ及びＦ
Ｅのキャリヤー配合物は、６ＤＥマルトデキストリン３５％、１ＤＥマルトデキストリン３５％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％から構成される。Ｆのキャリヤー配合物は、１８ＤＥマルトデキストリン３５％、１ＤＥマルトデキストリン３５％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％から構成される。１８ＤＥマルトデキストリン、６ＤＥマルトデキストリン、１ＤＥマルトデキストリン及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）のモル質量を、サイズ排除クロマトグラフィにより決定した。配合物Ｅ及びＦのＤＥ値は、それぞれ２．７及び６．０と算出された。実施例Ａ及びＢにおいて記載されたものと同一のプロセス条件にしたがって、押出粒子中で保持された最大フレーバー含有量は、配合物Ｅのキャリヤーについて１３．８％であり、配合物Ｆのキャリヤーについて１３．０％であった。
Ｅ及びＦの双方の実施例について、保持されたフレーバーは、Ａ及びＢの実施例よりも著しく高い１２％超である。配合物Ｅ及びＦの押出粒子は、図８及び９において図示するように偏光下で実質的に複屈折を示さなかった。

表１は、オレンジ油のカプセル化においてマルトデキストリンの異なるＤＥ値を含む種々のキャリヤーの性能を比較した。図１０において図示したように、キャリヤーＤＥと押出粒子中で保持された最大フレーバー含有量との間には相関がある。一般的な傾向は、押出粒子中で保持される最大フレーバー含有量が、キャリヤーＤＥ値の増加とともに減少することが明らかである。キャリヤーのＤＥが６未満である場合に、フレーバー含有量は、より高いＤＥ（例えば実施例Ａ及びＢ）と比較して著しく増加する。

実施例Ｇ
実施例Ａにおいて説明したように、１８ＤＥマルトデキストリン７０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）３０％を含むキャリヤーを有する押出粒子は、押出プロセス中にデンプン顆粒の不適切なゼラチン化を示す、偏光下での強い複屈折を示す（図４）。α化Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）を、水中でＣａｐｓｕｌ（登録商標）５０％を分散し、２０分間８０℃で溶液を加熱し、そして噴霧乾燥させることによって製造した。実施例Ａ及びＢにおいて記載した条件と同一のプロセス条件に続いて、α化Ｃａｐｓｕｌ（登録商用）３０％及び１８ＤＥマルトデキストリン７０％を含む押出粒子は、図１１において図示したように実質的に複屈折を示さず、１１．４％の高いフレーバー含有量を保持していた。Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）及びα化Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）のカプセル化性能を表２において比較した。α化Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）の使用が低い複屈折をもたらし、したがってより多く保持されたフレーバー含有量をもたらすことが明らかである。

実施例Ｈ及びＩ
Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）は、しばしば乏しい流動性をもたらす１０〜１５μｍの平均粒径を有する。Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）の大きい粒子は、凝集、圧密、圧縮等により得られてよい。大きい粒径のＣａｐｓｕｌ（登録商標）は、粉末流動性を著しく高める。驚くべきことに、Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）の大きい粒子（圧縮又は凝集させたＣａｐｓｕｌ（登録商標））を含有する押出粒子は、通常のＣａｐｓｕｌ（登録商標）（凝集させていない又は圧縮させていないＣａｐｓｕｌ（登録商標））と比較して高いフレーバー含有量を保持していたことが見出された。表３は、大きい粒子のＣａｐｓｕｌ（登録商標）は、フレーバー保持において通常のＣａｐｓｕｌ（登録商標）よりも優れていることを示している。図１２は、実施例Ｈ及びＩにおいて使用したＣａｐｓｕｌ（登録商標）及び圧縮Ｃａｐｓｕｌ（登録商標）の代表的な画像を示している。実施例Ａ及びＢにおいて記載されるいくつかのプロセス条件にしたがって、圧縮したＣａｐｓｕｌ（登録商標）を含有する押出粒子（実施例Ｉ）は、図１３及び１４において図示されるように、通常のＣａｐｓｕｌ（登録商標）を含有するもの（実施例Ｈ）よりも非常に低い複屈折を示した。低い複屈折率を有する押出粒子は、より高く保持されたフレーバー含有量をもたらすことが明らかである。

実施例Ｊ及びＫ
スイカフレーバー（密度０．８７ｇ／ｍＬ）を、６ＤＥマルトデキストリン５０％及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）５０％を含むキャリヤー中で二軸スクリュー押出プロセスによりカプセル化した。２組のスクリュー構成を使用し、このスイカフレーバーの押出カプセル化について比較した。結果を、表４において示す。実施例Ｊにおいて、スクリュー構成は最適ではなかった。特に、混合領域は、混練部材又は分散混合部材を有していない。実施例Ｋにおいて、前記ガイドラインに沿った最適化したスクリュー構成を使用した。混練部材及び混合部材を、混合領域に導入して、適切な剪断及び分散混合を提供する。実施例Ａ及びＢにおいて記載されるいくつかのプロセス条件にしたがって、実施例Ｊにおける押出粒子は、図１５において見られるように強い複屈折を示した。押出粒子中で埋め込まれた未処理のデンプン顆粒は不十分なゼラチン化を示すことが明らかであり、したがって保持されたフレーバーは９．４％であり、ガラス転移温度は４５℃である。これとは対照的に、実施例Ｋにおける押出粒子は、図１６において見られるように、非常に少ない複屈折を示した。未処理のデンプン顆粒は押出粒子中にほとんど見られず、保持されたフレーバーは１２．９％であり、ガラス転移温度は４２℃であった。最適なスクリュー構成を使用した押出粒子における著しく高く保持されたフレーバーは、最適化前のスクリュー構成を使用した押出粒子と比較して、適切な分散混合及びしたがってより低い複屈折強度から生じた。したがって、前記で提供した方法論にしたがって最適化したスクリュー構成は、より高く保持されたフレーバーを得ることができる。

実施例Ｌ及びＭ
オレンジ油を、前記実施例において記載されるように最適なスクリュー構成を使用した二軸スクリュー押出プロセスによって、６ＤＥマルトデキストリン、グルコース一水和物及びＣａｐｓｕｌ（登録商標）を含むキャリヤー中でカプセル化した。同一のプロセス条件を、実施例Ａ及びＢにおいて記載したように適用した。実施例Ｌ及びＭのキャリヤー組成物及び保持されたフレーバーを、表５において示した。実施例Ｌ及びＭの双方において、押出粒子は、図１７及び１８において示したように低い複屈折を有し、保持されたオレンジ油は、それぞれ１２．４％及び１３．７％であった。

Claims

押出粒子を製造するための方法であって、
ａ．マルトデキストリン及び加工デンプンを含むキャリヤー、並びに２０％以下の水を混合すること、ここで、含水量は、混合物が室温を上回るガラス転移温度Ｔ_gを有する量であり、前記マルトデキストリンが１〜６ＤＥを有する、
ｂ．溶融塊を形成するために十分な温度で混合物を加熱すること、
ｃ．混合物又は溶融塊又はその双方に、１２％以上のフレーバーを添加して、フレーバー付与した溶融塊を形成すること、
ｄ．ダイを介して溶融物を押出して、押出物を形成すること、
ｅ．押出物を切断又は粉砕して、粒子の合計質量に対して約１２質量％以上の保持されたフレーバーを有する押出粒子を形成すること、ここで粒子のガラス転移温度は実質的に混合物と同一である
を含む方法。
さらに、５％超の低分子量炭水化物を混合することを含む、請求項１に記載の方法。
さらに、混合物の合計質量の約０．００１質量％から約５質量％までの潤滑剤を添加することを含む、請求項１に記載の方法。
以下、
ａ．粒子の合計量の約６０質量％から約８０質量％までのキャリヤー、
ここで、キャリヤーは、
ｉ．キャリヤーの合計質量の５０〜７０質量％の１〜６ＤＥマルトデキストリン
ｉｉｉ．キャリヤーの合計質量の３０〜５０質量％の加工デンプン
を含み、
ｂ．粒子の合計質量の８〜２０質量％の水、
ｃ．１２質量％以上のフレーバー
を含み、粒子が偏光下で実質的に複屈折を示さず、粒子のサイズが約０．５〜約５ｍｍである、粒子。
以下、
ａ．粒子の合計量の約６０質量％から約８０質量％までのキャリヤー、
ここで、キャリヤーは、
ｉ．キャリヤーの合計質量の５０〜７０質量％の１〜１８ＤＥマルトデキストリン
ｉ．キャリヤーの合計質量の３０〜５０質量％の加工デンプン
ｉｉ．５質量％より多い低分子量炭水化物
を含み、
ｂ．粒子の合計質量の８〜２０質量％の水、
ｃ．１２質量％以上のフレーバー
を含み、粒子が偏光下で実質的に複屈折を示さず、粒子のサイズが約０．５〜約５ｍｍである、粒子。
粒子の合計質量の約０．００１から約２質量％までの潤滑剤を含む、請求項４又は５に記載の粒子。