KR20130008564A

KR20130008564A - 복합 코아세르베이션과 겔화 기술을 적용한 고형 향미 캡슐

Info

Publication number: KR20130008564A
Application number: KR1020127024609A
Authority: KR
Inventors: 타파시 센굽타; 더글러스 에이. 페르난데즈; 다이안 에스. 켈로그; 문마야 케이. 미사라; 윌리엄 알. 스위니
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2013-01-22
Also published as: RU2592876C2; JP2013523091A; WO2011117738A8; CN102821621A; RU2012145459A; WO2011117738A2; WO2011117738A3; EP2552239A2

Abstract

본 발명에 따르면, 고형 향미 입자로 이루어진 기본 입자; 상기 기본 입자를 적어도 부분적으로 코팅하며, 단백질, 양이온성 다당류 또는 올리고당, 비이온성 다당류 또는 올리고당 및 이들의 조합물로부터 선택되는 일차 폴리머성 코팅재료; 및 상기 일차 코팅재료를 적어도 부분적으로 코팅하며, 다당류, 단백질, 다당류 혼합물, 단백질 혼합물 또는 다당류와 단백질의 혼합물로부터 선택되는 이차 폴리머성 코팅재료로 이루어진 코팅된 고형 향미 입자를 제공하기 위한 것이다.

Description

복합 코아세르베이션과 겔화 기술을 적용한 고형 향미 캡슐{Solid flavor encapsulation by applying complex coacervation and gelation technology}

본 발명은 복합 코아세르베이션과 겔화 기술을 적용한 고형 향미 캡슐에 관한 것이다.

흡연 또는 구강 유희성 제품에 첨가되는 고형 향미의 보다 더 우수한 안정성을 제공할 필요가 있다. 또한, 향미의 지속적인 구강 방출을 제공할 필요가 있다.

본 발명은 복합 코아세르베이션과 겔화 기술을 적용하여 고형 향미 캡슐을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 추가로, 하나 또는 그 이상의 이러한 코팅 입자로 이루어진 맛있거나 식용 가능한 제품을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한, 고형 향미 입자와 일차 폴리머성 코팅재료를 액체 매체 중에서 결합시켜서 상기 일차 폴리머성 코팅재료가 상기 입자의 적어도 일부 표면에 흡수되어 일차막을 형성하도록 하고, 이어서 상기 액체 매체 중에서 이차 폴리머성 코팅재료를 혼합하여 상기 이차 폴리머성 코팅재료가 상기 일차막의 표면의 적어도 일부에 흡수되어 이차막을 형성하도록 한 후, 상기 입자를 분무 건조하는 것에 의해 코팅 고형 향미 입자를 형성하는 것으로 이루어진 코팅 고형 향미 입자의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 두 개의 코팅을 갖는 고형 향미 입자의 바람직한 구현예의 단면도이다.
도 2는 캡슐형의 고형 향미 입자를 제조하는 방법에 관한 바람직한 구현예의 흐름도이다.
도 3은 여기서 기재한 실험적인 고형 향미 캡슐의 열중량 분석(TGA) 도표이다.
도 4는 순수한 고형 향미 입자 및 개별 캡슐제와 비교해 놓은 캡슐형의 고형 향미재의 TGA 도표이다.
도 5는 도 4에 표시한 곡선의 변화율(도함수)을 나타낸 도표이다.
도 6은 콩과 현미 단백질을 함유하는 캡슐형의 고형 향미의 TGA 도표이다.
도 7은 도 6에서 표시한 곡선의 변화율(도함수)의 도표이다.

여기서, 기재하는 바와 같이, 향미재는 복합 코아세르베이션을 사용하여 캡슐 처리한다.

본 발명에서 용어 「흡연 제품」은 담배 또는, 흡입 또는 끽연하는 담배 대용품을 즐기는데 대표적으로 사용되는 어떤 재료, 제품 또는 장치를 포함하되 시가, 궐련, 파이프 담배, 담배 가루 또는 스스로 말아 피우는 담배, 전기 가열식 시가로 제한하는 것은 아니다.

본 발명에서, 용어 「무연 담배」는 예를 들면, 구강으로 하는 흡입 또는 끽연과는 다소 다른 방식으로 즐기는 것을 말하며, 코담배, 입담배(snus), 딥(dip) 담배, 플럭(plug) 담배 등을 포함하는 담배 쌈지를 포함한다.

여기서 사용하는 용어 「담배 제품」은 흡연 제품과 무연 제품을 모두를 포함한다.

여기서 사용하는 용어 「구강 유희성」은 입을 통해서 즐겁고 적어도 부분적으로 먹을 수 있는 재료 또는 제품의 기능을 말한다. 구강 유희성 제품은 담배 제품(예를 들면, 무연 담배)이거나 비담배 제품(예를 들면, 맛있거나 식용 가능한 제품으로서 정제형, 스틱형, 츄잉껌, 스폰지재료, 폼, 크림 또는 섬유상 또는 펠릿재, 쌈지에 적당하게 포함될 수 있는 형태 또는 이들의 조합물)일 수 있다.

여기서 사용하는 용어 「향미재」 및 「향미재 조성물」은 감각 자극에 반응하는 화합물과 조성물을 말하는 것으로 기질 또는 제품에 적용되어 소비될 때 기질이나 제품의 맛이나 아로마 특성을 적어도 부분적으로 변경시키게 된다.

여기서 사용하는 용어 「액체 향미재 조성물」은 향미재 조성물 및 상기 향미재 조성물을 적용하는 적용하는 제품의 저장을 위해서 전형적으로 직면하게 되는 조건 하에서 액체 형태 또는 분해, 현탁 또는 유사 공정에 의해 액체 형태로 될 수 있는 향미재 조성물을 말한다.

여기서, 사용하는 용어 「약」은 제시하는 수의 값 또는 범위와 관련해서 사용될 때, 이 기술분야의 통상의 기술자에 의하여 합리적으로 부여된 의미를 갖는 바, 예를 들면, 제시한 값의 ±10%의 범위 내에서, 제시한 값 또는 범위 보다 다소 많이 또는 다소 적은 것을 나타낸다.

여기에서 기재하는 고형 향미의 캡슐화는 다른 향미재 전달 형태에 비해서 상당한 이점을 제공한다. 여기서 개시한 방법은 예비 침전 및 입자 표면 개질 단계를 사용하는 것에 의해 수용성이거나 용매인 고체와 액체 모두로부터 어떻게 향미를 캡슐로 하는 것에 관한 것이다. 따라서, 향미의 방출시간과 통제되고 다양한 방출 프로필은 다른 매트릭스에서의 캡슐 형태와 흡연 또는 무연 형태의 사용의 편의성과 밝은 황갈색 또는 매우 진하게 착색된 향미를 전환시키는 것에 의해 바람직한 변경된 미학과 함께 달성되게 된다.

향미재

여기서 기재하는 캡슐로 하고자는 향미는 처음에 고체 또는 액체로 존재하며, 물이나 유기 용매 중에 용해될 수 있다. 바람직하게는, 고형 향미 입자는 액체 향미를 침전 또는 액체 향미를 건조시키는 것에 의해서 얻어진다. 이미 고형으로 제공되어 있다면, 이 고형 향미는 캡슐로 하기 전에 적절하게 준비될 수 있다.

적절한 향미재로는 이에 한정하는 것은 아니지만, 석류, 아사이, 나무딸기, 불루베리, 딸기, 보이젠베리, 및/또는 크랜베리와 같은 베리 향미재를 포함한다. 다른 적당한 향미재로는 여기서 제한하는 것은 아니지만, 멘톨, 페파민트, 스피아민트, 윈터그린, 부르봉, 스카치, 위스키, 꼬냑, 수국, 라벤더, 쵸콜렛, 감초와 같은 천연 또는 합성 향미재 또는 아로마 및 사과, 복숭아, 서양배, 체리, 서양자두, 오렌지, 라임나무 열매, 포도 및 자몽과 같은 다른 유실 향미재, 감마옥타락콘, 바닐린, 에틸 바닐린, 입냄새 제거 향미재, 버터, 럼, 코코넛, 아몬드, 피칸, 웰넛, 헤이즐럿, 프렌치 바닐라, 마카다미아, 사탕수수, 메이플, 카시스, 카랴멜, 바나나, 맥아, 에스프레소, 깔루아, 화이트 쵸코렛, 계피, 클로버, 고수의 잎, 바실, 오레가노, 마늘, 머스타드, 로즈메리, 백리향, 타라골의 잎, 딜, 세이지, 아니스 및 회향 열매와 같은 향신료, 살리실산 메틸, 리날로올, 쟈스민, 커피, 올리브유, 참기름, 해바라기유, 베르가못유, 레몬유, 진저유, 발삼향의 비네거, 라이스 와인 비네거, 레드 와인 비네거 등이 있다.

향미재가 액상 형태일 경우 고형 향미를 얻기 위해 예를 들어 침전으로 처리하는 것이 바람직하다. 소수성 향미는 물에 침전시키는 것이 바람직하다. 친수성 고형 향미는 유기성 비용매를 사용해서 침전시킬 수 있다. 고형 향미는 액상 향미를 건조, 바람직하게는 냉동 건조에 의해서 얻을 수 있다. 특히 고형 향미를 건조에 의해서 얻었을 때 휘발성 향미 성분이 손실되지 않도록 주의해야 한다(그래서, 냉동 건조가 바람직하다).

고형 향미재는 소형의 입자를 형성하기 위해서 볼 밀이나 균질기를 사용하여 분쇄하는 것에 의해 임의로 처리될 수 있다. 적절한 균질기로는 소형 입자를 형성하기 위해서 Microfluidics Corporation 사에서 제조한 균질기를 사용할 수 있다. 바람직하게, 향미재는 입자가 미세크기, 예를 들어서 유효 단면적이 미크론으로 측정될 때까지 분쇄되어진다. 바람직하게, 향미재 입자는 1000미크론 이하, 전형적으로는 0.2와 250 미크론 사이, 더욱 바람직하게는 1과 100미크론 사이의 단면적을 가질 수 있다. 상기 입자는 서로 다른 규칙적 또는 불규칙적인 형태와 같이 어떤 원하는 형태를 가질 수 있다. 적당한 규칙적인 형태로는 원형, 사각형, 직사각형, 타원형, 다른 다각형, 원통형, 섬유 모양 등을 포함한다.

바람직한 구현예로서, 고형 향미재는 소수성이다. 만일 고형 향미재가 소수성이 아닐 경우에는, 캡슐로 만들기 전에 소수성 코팅을 선택적으로 고형 향미재에 적용할 수 있다. 친수성 향미 분말 또는 침전물 주위에 소수성 코팅의 형성은 소수성 단백질, 소수성 다당류, 개질 전분 및 셀룰로오즈, 에멀젼화제, 지방 알코올, 지방산 에스테르 및/또는 왁스 등을 사용하는 것에 의해 가능할 수 있다. 이러한 소수성은 연속 코팅 단계에서 향미를 보호해주는 이점을 제공한다. 또한 코팅된 고형 향미 입자가 입에 있을 때 소수성 코팅이 침을 받아들이지 않게 함으로써 한결같은 방출을 향상시켜 주게 된다.

일차 폴리머성 코팅재료

고형 향미재 입자를 얻고, 선택적으로 소수성 코팅을 형성하면, 일차 폴리머성 코팅을 형성할 수 있다.

일차 폴리머성 코팅재료는 단백질(단백질 가수분해물 포함), 양이온성 다당류 또는 올리고당, 비이온성 다당류 또는 올리고당, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있다. 만일 고형 향미 입자가 만일 충전된다면, 고형 향미 입자에 의해서 소유하게 되는 전하에 끌릴 수 있는 전하를 가지는 일차 코팅재료를 선택하는 것이 바람직하다.

한 가지 특징으로, 본 발명은 충전 또는 중성일 수 있는 기본 입자, 상기 기본 입자의 적어도 일부, 바람직하게는 전부를 코팅하고 있는 선택적으로 소수성 코팅인 일차 폴리머성 코팅재료, 상기 일차 폴리머성 코팅재료 위에 적어도 부분적으로 배치되는 이차 폴리머성 코팅재료로 이루어진 코팅된 고형 향미 입자를 제공하기 위한 것이다. 일차 폴리머성 코팅재료는 중성, 양성이온성 또는 이온성, 바람직하게는 양이온성일 수 있다. 일차 코팅재료는 단백질(단백질 가수분해물 포함), 양이온성 다당류, 음이온성 올리고당, 비이온성 다당류, 비이온성 올리고당 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택하는 것이 바람직하다. 이차 코팅재료는 이온성, 양성이온성 또는 중성일 수 있다.

일차 폴리머성 코팅재료는 (ⅰ) 단백질 또는 단백질 가수분해물, 특히 고형 입자가 음전하를 띠는 경우 양성이온성 또는 음이온성 단백질, (ⅱ) 양이온성 다당류 또는 바람직하게 키토산, 제4 셀룰로오즈성 폴리머, 개질된 양이온성 다당류, 폴리쿼터-4, 아미드 펙틴, 및 특히 고형 향미 입자가 음전하를 띠는 경우 아미드 또는 음이온성으로 개질된 전분 또는 (ⅲ) 비이온성 다당류, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 알코올 또는 이들의 조합물로 이루어질 수 있다. 만일 일차 코팅 재료가 비이온성 다당류인 경우라면, 개질된 전분 또는 메틸 셀룰로오즈 및 그의 유도체로서, 히드록시 프로필 메틸 셀룰로오즈, 알긴산의 프로필렌 글리콜 에스테르, 한천, 커드란 및 시트러스, 사과, 자두, 구스베리, 또는 담배식물원와 같은 개질된 펙틴으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있다. 이들은 두 개 또는 그 이상의 재료를 조합해서 사용할 수 있다.

일차 폴리머성 코팅재료가 단백질인 경우라면, 식물기반 또는 동물기반 단백질일 수 있으며, 우유 단백질, 생선 젤라틴, 유장 단백질, 계란 흰자위 단백질, 현미 단백질, 콩 단백질, 밀 단백질, 담배 단백질 또는 담배 식물로부터 단백질 부분, 담배 추출물로부터 또는 그로부터 유래된 단백질, 또는 이들의 조합물, 생선 젤라틴과 다른 젤라틴, 옥수수 단백질, 또는 단백질 가수분해물로 부터 유래된 것이 바람직할 수 있으며, 또는 상기 단백질은 리신, 아스파라긴, 글루타민 및 아르지닌과 같은 질소-함유(바람직하게는 비환식) 측쇄를 갖는 아미노산기를 고함량으로 함유할 수 있으며, 이들은, 공정 조건하에서 카보네이트 카르복실기와의 가교결합에 유익하다. 생선 젤라틴과 다른 젤라틴으로는 소고기 젤라틴, 돼지고기 젤라틴 및 젤라틴 가수분해물을 포함한다. 생성 젤라틴은, 예를 들면, 볼락, 대구, 켓 및 바다 농어 등의 여러 종류의 살코기 생선의 잘게 썰어진 고기를 분쇄하는 것에 의해 생산할 수 있다. 분쇄시, 소량의 염화나트륨을 추가하여 생선 젤라틴 가공제품의 조직을 개선시킬 수 있다.

무알레르겐 제품을 원한다면, 생선 젤라틴, 현미 단백질, 귀리 단백질, 또는 옥수수, 또는 이들의 가수분해물로부터 유래된 단백질을 채용하는 것이 바람직하다. 특히 단백질이 비교적 순수하고 처리되지 않거나 계면활성제로 인스턴트화한 것이 바람직하다. 또한, 단백질 또는 단백질 가수분해물을 산으로 코팅 처리하여 단백질과 그 다음의 다당류/올리고당으로 이루어진 코팅 간의 정전기 착화를 용이하게 하기 위해 양전하를 부여하는 것이 바람직하다.

일차 폴리머성 코팅은 분자량이 약 2 KDa와 약 1,000 KDa 사이, 바람직하기로는 약 15 KDa와 약 500 KDa 사이이다.

이차 폴리머성 코팅재료

이차 폴리머성 코팅재료는 상기 일차 코팅의 적어도 일부 그리고 바람직하게는 전부에 걸쳐 흡수된다. 이차 코팅재료는 이온성, 양성이온성 또는 중성일 수 있다. 더욱 바람직하게, 이차 폴리머성 코팅재료는 바람직하게, 음이온성, 양성이온성, 중성의 다당류, 단백질(가수분해물 포함), 다당류 또는 하나 또는 그 이상의 다당류와 하나 또는 그 이상의 단백질의 혼합물로 이루어진다. 상기 이차 폴리머성 코팅재료는 분자량이 약 5 KDa와 약 1,000 KDa, 바람직하게는 약 100 KDa와 약 500 KDa 사이, 더욱 바람직하게는 약 200 KDa와 약 500 KDa 사이이다.

만일 이차 폴리머성 코팅재료가 음이온성 또는 양성이온성 다당류일 경우라면, 카라기닌, 아라비아 검, 카르복시메틸 셀룰로오즈, 시트러스, 사과, 자두, 구스베리 또는 담배 식물원과 같은 펙틴, 알긴산 나트륨, 트래건스 고무, 로커스트 콩 검, 젤란 검 및 크산탄 검 중에서 적어도 하나를 선택하는 것이 바람직하다.

만일 이차 코팅이 비이온성 다당류일 경우라면, 개질된 전분, 메틸 셀룰로오즈 및 그의 유도체로서 히드록실 프로필 메틸 셀룰로오즈, 알긴산의 프로필렌 글리콜 에스테르, 한천, 커드란 및 시트러스, 사과, 자두, 구스베리 또는 담배 식물원(여기서, 펙틴은 비이온성으로 개질된 것임)의 개질된 펙틴으로 이루어진 군으로부터 선택하는 것이 바람직하다.

만일 이차 코팅이 단백질인 경우에는, 식물기반 또는 동물기반인 것 중에서 하나일 수 있으며, 바람직하기로는 우유 단백질, 유장 단백질, 계란 흰자위 단백질, 현미 단백질, 콩 단백질, 밀 단백질, 담배 식물 또는 담배 추출물로부터의 담배 단백질 부분, 생선 젤라틴, 생선 젤라틴과 다른 젤라틴, 옥수수 단백질, 또는 단백질 가수분해물로 부터 유래된 것이 바람직할 수 있다. 또한, 만일 알레르겐이 없는 제품을 원한다면, 상기 단백질은 현미, 생선 젤라틴, 귀리 단백질, 옥수수 단백질, 또는 이들의 가수분해물로부터 유래된 것일 수 있다. 상기 단백질은 용액 pH 하에서 정미 음전하 또는 중성 전하를 갖는 것이 바람직하다.

코팅으로 사용되는 다당류는 실질적으로 소금, 설탕 또는 헤미셀룰로오즈(예를 들면, 약 1 KDa와 약 5 KDa의 사이의 분자량을 갖는 화합물) 등은 없어야 하며, 바람직하기로는 비표준인 것이어야 한다.

바람직하게, 이차 폴리머성 코팅에서 적어도 하나의 다당류 또는 단백질은 약 3 내지 약 9의 pH 범위에서 겔을 형성할 수 있다. 다른 한편으로, 이차 코팅재료는 추가로 하나 또는 그 이상의 1가, 2가 또는 3가 양이온인 칼륨, 칼슘, 마그네슘 및 철이 염화물, 시트르산염, 락트산염 또는 아세트산염과 같은 염의 형태로 이루어질 수 있으며, 이들은 특히 이차 코팅재료가 음이온성 또는 중성 다당류, 단백질, 다당류의 혼합물, 다당류와 단백질의 혼합물을 포함할 때, 코팅재료료간의 염교(salt bridge)를 형성하는데 도움을 줄 수 있다. 다른 한편으로, 또는 추가로, 이차 폴리머성 코팅의 단백질과 다당류는 특히 다당류의 카르복실기와 단백질의 아미노기 또는 그 반대인 경우 중에서 가교, 수소결합, 소수성 상호작용 또는 정전기 착화의 결과로서 겔이 될 수 있다.

원한다면, 이차 폴리머성 층에서 단백질 또는 단백질 가수분해물은 단백질과 다당류 간의 정전기 착화를 용이하게 하기 위해서 양전하로 전환될 수 있다. 비교적 양성 상태로의 단백질 전환은 아세트산, 아디프산, 푸말산, 말레산, 락트산, 타르타르산 및 글루콘산과 같은 취약한 식음료산업용 유기산 또는 강염산과 같은 식음료산업용 무기산으로 액체 매체의 pH를 낮춤으로써 영향을 줄 수 있다.

추가 폴리머성 코팅재료

추가 코팅은 양이온성 단백질 또는 양이온성 또는 비이온성 다당류를 액체 매체에 첨가하여 폴리머성 코팅 두 번 이상으로 코팅된 고형 향미 입자를 함유하는 3번째 혼합물을 형성하는 것에 의해 두배 코팅 입자에 첨가될 수 있다. 어떤 연이은 폴리머성 코팅은 일차 또는 이차 코팅재료에서 사용된 어떤 재료 또는 그들의 혼합물일 수 있으며, 일차 및 삼차 코팅을 형성하기 위해 여기에서 기재하는 방법은, 추가 코팅을 가지는 입자를 제조하는데 사용될 수 있다. 예를 들어서, 삼차 폴리머성 코팅은 건조시키기 전에 액체 매체에 삼차 폴리머성 코팅재료를 도입시키는 것에 의해 첨가될 수 있으며, 그레서 삼차 폴리머성 코팅재료는 이차 코팅의 표면의 적어도 일부에 흡수되게 된다. 원하는 코팅을 적용한 후에 코팅 입자는 수분 함량이 약 15중량% 이하로 건조시키는 것이 바람직하며, 또한 원한다면 약 2중량%와 약 5중량% 사이의 수분함량으로 건조되게 하는 것이 바람직하다.

겔화

코팅된 고형 향미 입자의 제조시에, 일차 및/또는 이차 폴리머성 코팅에서의 겔화의 유도는 pH를 조정며, 및/또는 (ⅰ) 이차 폴리머성 코팅재료의 첨가 도중 또는 첨가 후에 액체 매체에 일가, 이가 또는 삼가 양이온을 첨가하고, (ⅱ) 삼차의 혼합물을 약 60와 약 90 사이의 온도에서 약 1~3 시간 동안 가열하며, (ⅲ) 삼차의 혼합물을 약 20와 약 0의 온도에서 약 1 내지 48시간 동안 냉동시키고, (ⅳ) 삼차의 혼합물에서 분무 건조에 의해서 액체 매체의 적어도 일부를 제거하며, (ⅴ) 삼차의 혼합물에서 냉동 건조에 의해서 액체 매체의 적어도 일부를 제거하고, 또는 (ⅵ) 상기 (ⅰ) 내지 (ⅴ) 단계를 두 개 또는 그 이상으로 조합하는 것에 의해서 달성될 수 있다. 여기서 기재한 바와 같은 두께 조절로 겔 네트웍의 형성은 코아세르베이션이 할 수 없을 정도로 고형 향미를 감싸고 있는 캡슐형의 셀을 강화시킬 것이며, 향미 방출을 조절하고 장기간 방출하는데 도움을 줄 것이다. 겔의 두께와 다공성은 폴리머성 코팅재료의 농도를 조종하고 이온성, 공유결합 또는 효소적인 수단 또는 수소결합으로 간단하게 겔 층을 가교시키는 것에 의해 조절할 수 있다.

다당류 또는 단백질의 적어도 하나로 약 3 내지 약 9의 pH 범위 내에서 겔을 형성할 수 있고, 및/또는 이차 폴리머성 코팅재료의 첨가 도중 또는 그 이후에 일가, 이가, 또는 삼가 양이온을 액체 매체에 첨가하여 겔의 형성을 유도, 특히 이차 또는 일차 코팅을 포함하도록 할 수 있다. 염화물, 시트르산, 락트산 및 아세트산으로서 칼륨, 칼슘, 마그네슘 및 철로 이루어진 군으로부터 선택되는 양이온은 이차 폴리머성 코팅재료의 첨가 도중 또는 첨가 이후에 액체 매체에 첨가하여 예를 들어 염교의 형성을 통해서 겔의 형성을 유도할 수 있다. 여기서 기재한 바와 같이, 겔화는 겔의 가열(예를 들면, 약 60℃와 약 90℃ 사이의 온도에서 약 10분 내지 180분 동안) 또는 냉각(예를 들면 약 20℃와 약 0℃ 사이의 온도에서 약 1 내지 48시간 동안)에 의해 유도 또는 촉진될 수 있다.

코팅된 고형 향미 입자와 최종 코팅재료와의 접촉 이후에 코팅된 고형 향미 입자를 함유하는 혼합물의 액상 함량은 채택한 건조법 때문에 필연적으로 조정될 수 있다. 만일 액체를 제거하고자 한다면, 통례적인 수단, 예를 들면 디캔팅(decanting) 또는 여과에 의거해서 분리할 수 있다. 다른 한편으로, 고형 향미 입자를 코아세르베이트 겔의 형태로 존재한다면, 분무 건조 또는 냉동 건조를 위한 원하는 일관성을 달성하기 위해서 물(바람직하게는 이온화된 것) 또는 다른 액체를 겔에 첨가할 수 있다. 예를 들면, 겔에서 물의 함량은 현탁액 중에서 약 2% w/w의 고형 농도를 함유하도록 조정될 수 있다.

코팅 입자의 건조

분무 건조를 이용한다면, 코팅 입자의 현탁액은 예를 들면 액체 공급물로부터 액적의 분무로 안개 모양으로 만들 수 있다. 여기서 액적은 건조 코팅된 고형 향미 입자를 형성하기 위해서 건조 공기와 접촉되게 놓아둘 수 있다. 분무 건조에 대한 다른 예로서, 코팅된 고형 향미 입자는 대부분의 액체의 번득임을 없애기 위해서 약 90℃ 내지 약 95℃에서 터널 건조기를 통과시킬 수 있으며, 이때 실온에서 공기를 건조시켜 최종 분말을 형성할 수 있다. 분무 건조에 대한 다른 예로서, 코팅 향미 입자는 냉동 건조될 수 있다.

분무 건조시, 분무 건조기 수집실 또는 분무 건조기 분무실로부터 캡슐형의 입자를 수집하는 것이 가능할 수 있다. 분무 건조기에서의 온도와 유지 시간은 다른 향미 방출 프로필을 제공하는 단백질과 다당류에 대해 고형 향미의 최적의 결합 메카니즘을 제공하기 위해서 최적화할 수 있다.

다른 구현예로서, 전기적으로 충전 또는 중성으로 되어 있는 기본 고형 향미 입자, 상기 기본 입자에 코팅되어 있는 일차 폴리머성 코팅재료, 상기 일차 코팅재료는 (ⅰ) 이온성, 양이온성, 양성이온성 또는 중성이고, 또는 (ⅱ) 단백질(단백질 가수분해물 포함), 양이온성 다당류 또는 올리고당, 비이온성 다당류 또는 올리고당 및 이들의 혼합물, 또는 (ⅲ) (ⅰ)과 (ⅱ)의 조합물이고, 그리고 상기 일차 코팅 위에 이차 폴리머성 코팅재료, 상기 이차 코팅재료는 이온성 또는 충전시 중성인 것으로 이루어진 코팅된 고형 향미를 제공하기 위한 것이다.

다른 구현예로서, 기본 입자가 고형 향미 입자로 이루어진 이중 캡슐형의 기본 입자를 제조하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다. 특히 코팅된 고형 향미 입자를 제조하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은, 적어도 하나의 단백질(가수분해물 포함), 양성이온성 생고분자, 및 다당류로 이루어진 일차 폴리머성 코팅재료를 함유하는 액체 매체에 고형 향미 입자를 추가하여 적어도 부분적으로 일차 폴리머성 코팅으로 코팅된 고형 향미 입자를 함유하는 일차 혼합물을 형성하는 단계; 다음에 상기 일차 혼합물에 양이온성 단백질 또는 양이온성 또는 음이온성 다당류를 첨가하여 일차 및 이차 폴리머성 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 고형 향미 입자를 함유하는 이차 혼합물을 형성하는 단계; 그리고 선택적으로 이차 혼합물에 양이온성 단백질 또는 양이온성 또는 비이온성 다당류 또는 향미 화합물을 첨가하여 일차, 이차 및 선택적으로 삼차 폴리머성 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 고형 향미 입자를 함유하는 삼차 화합물을 형성하는 단계; 그리고 이차(또는 삼차) 혼합물로부터 과잉의 액체를 제거하여 코팅된 고형 향미 입자를 형성하는 단계로 이루어진다.

다른 구현예에 의하면, 코팅된 고형 향미 입자를 제조하는 방법을 제공하기 위한 것으로, 이 방법은 일차 폴리머성 코팅 재료를 액체 매체에 용해시키고, 필요하다면 최종 혼합물의 pH를 일차로 미리 정해진 범위내에서 조정하는 단계; 상기 매체 중에 건조 입자로서 또는 분산 형태로 고형 향미 입자를 분산시키고, 필요하다면, 최종 혼합물의 pH를 이차로 미리 정해진 범위내에서 조정하는 단계; 상기 매체 중에 이차 폴리머성 코팅 재료를 분산시키고, 필요하다면, 최종 혼합물의 pH를 삼차로 미리 정해진 범위내에서 조정하는 단계; 선택적으로 최종 혼합물을 물의 비점 까지의 온도, 예를 들면 약 60℃ 내지 약 90℃에서 약 10분 내지 약 180분 또는 그 이상으로 가열하는 단계; 그리고 상기 혼합물을 액체 혼합물의 빙점인 저온, 예를 들면 약 20℃ 내지 약 0℃, 특히 바람직하게는 약 15℃ 내지 약 2℃에서 약 1 내지 약 48시간 동안 냉동시키는 단계; 그 다음에 상기 과징 매체를 제거하여 건조한 코팅된 고형 향미 입자를 형성하는 단계로 이루어진다.

건조시키면, 코팅된 고형 향미 입자는 코팅 입자의 자연적인 미적인 색상으로 인하여 여러 가지 다른 맛있는 또는 먹을 수 있는 제품, 예를 들면 씹을 수 있거나 씹을 수 없지만 식용 가능한 형태의 제품에 쉽게 적용될 수 있다. 예를 들어, 바람직하지 않은 물리적인 색상을 가지는 원래의 향미를 코팅할 수 있다. 그래서 코팅된 고형 향미 입자가 연한 베이지색을 가지며, 중성의 색상을 띠는 식용 가능한 시스템으로 통합될 수 있게 된다.

바람직하게, 코팅된 고형 향미 입자는 열중량분석에 의해서 측정했을 때, 공기 중에서 250℃로 가열하면 중량이 20% 이하로 감소됨을 보이게 된다.

다른 구현예로서, 코팅된 고형 입자는 동물 또는 사람이 소비할 수 있게 맛있거나 먹을 수 있는 제품의 일부로 사용될 수 있으며, 정제형, 스틱형, 츄잉껌, 스폰지 재료, 폼, 크림, 펠릿재료 또는 삼유상의 형태 또는 포우치에 포함되기에 적합한 형태 또는 이들의 조합물과 같이 경구용의 소비재에도 적용할 수 있다.

이러한 제품은 입자에 일차 폴리머성 코팅을 가지며 입에서 약 1 내지 20분 동안 안정적이다. 입에서의 향미의 추출 메카니즘은 다음과 같은 폴리머성 코팅을 하나 또는 그 이상을 변경하는 것에 의해 변경될 수 있다. 즉, 팽윤성, 생리적인 pH 및 온도 조건 하에서의 점탄성, 다공성, 혀나 이 또는 이들 모두에 의한 압력의 적용하에서 성분의 안정성 또는 확산율, 타액에 있는 효소로 인한 용해 안정성, 또는 이들의 조합이 있다. 또한, 다음과 같은 폴리머 코팅의 특성중 하나 또는 그 이상이 식용 가능한 제품의 입맛을 조절하는데 최적화될 수 있다. 즉, 윤활성, 점성부패, 견고성, 스폰지의 다공성, 혀나 이 또는 이들 모두에 의한 압력의 적용하에서 성분의 안정성 또는 확산율, 타액에 있는 효소로 인한 용해 안정성, 또는 이들의 조합이 있다. 이들 성질은 일차 및 이차 코팅 폴리머에 대해 다른 코팅 재료를 선택하고, 다른 코팅 재료를 결합하고, 코팅 재료의 성질, 예를 들면 가교하는 것에 의해 개질하고 또는 이들의 조합에 의해 변화될 수 있다.

대표적인 실시 조성물

코팅 입자는 (a) 고형 향미 입자 약 10 건조중량% 내지 약 90 건조중량%, 일차 폴리머성 코팅재료료 약 20중량% 내지 약 1중량% 그리고 이차 폴리머성 코팅재료 약 50중량% 내지 5중량% 또는 (b) 고형 향미 입자 약 20건조중량% 내지 약 80건조중량%, 일차 폴리머성 코팅 재료 약 20중량% 내지 약 80중량%, 및 이차 폴리머성 코팅 재료 약 60중량% 내지 약 1중량% 또는 (c) 고형 향미 입자 약 40건조중량% 내지 약 70건조중량%, 일차 폴리머성 코팅 재료 약 15중량% 내지 약 5중량%, 및 이차 폴리머성 코팅 재료 약 40중량% 내지 약 15중량%로 이루어질 수 있다.

"입맛", 즉, 취향, 감촉, 외관, 냄새, 향미 및 향미 전달 및 고형 향미 입자의 다른 속성에 영향을 주도록 공정시에 어떤 추가 성분을 첨가하거나 다른 첨가제를 첨가는 것이 유리할 수 있다. 여기에 한정하는 것은 아니지만, 다음과 같은 성분들을 포함해서, 하나 또는 그 이상의 다른 성분을 코팅시에 포함시킬 수 있다. 즉, 아라비아 검, 향미제, 착색제, 크실리톨과 같은 감미제, 첨공제, 충전제, 항접착 화합물, 분산제, 흡습 화합물, 온감제, 냉각제 및 막형성제 등이 있다. 전분, 폴리올, 오일, 리피드, 왁스, 유지, 지방산, 글리세리드와 같은 다른 식용 성분들도 가공, 건조 제품의 입맛을 증대시키기 위해 코팅에 첨가될 수 있다. 첨가제, 생리냉각제, 목진정제, 향신료, 치아미백제, 호흡개선제, 비타민, 미네랄, 카페인, 약품 및 다른 활성제와 같은 첨가제들을 상기 코팅의 일부 또는 모든 부위에 포함시킬 수 있다. 이러한 성분은 의도하는 효과를 달성하는데 충분한 양으로 사용될 수 있다.

적당한 최종 성분과 수분 함량에 도달하였을 때, 전체적으로 균질하게 다른 방식으로 처리하고 적당한 조건하에서 분무 건조 또는 냉동 건조와 같이 건조시켜서 개별 건조 입자 또는 입자 응집체로 이루어진 마이크로화된 코팅 분말을 제공한다. 예를 들면, 코팅 입자는 수분 함량이 물 중량으로 약 15% 이하, 필요하다면 물 중량으로 약 2%와 5%의 범위로 건조될 수 있다.

코팅 향미 입자의 단백질 조성은 약 20%에서부터 약 1%(w/w)로 각각 변할 수 있다. 탄수화물 조성은 약 50%에서부터 약 5%(w/w)로 각각 변할 수 있다. 그 자체가 향미와는 거리가 먼 나머지 구성성분들은 식용 등급의 시트르산이나 종래에 잘 알려진 다른 것과 같은 산성화제와 염에 한정되지 않고 포함될 수 있다. 분말의 입자 크기는, 이것이 분무 건조될 경우, 약 0.20 미크론내지 약 2,000 미크론 중 어디에 있을 수 있으며, 바람직하기로는 0.25 미크론 내지 약 1,000 미크론이다. 그리고 더 바람직하기로는 약 0.3 미크론 내지 200 미크론 또는 0.3 미크론 내지 100 미크론이다. 여기서 기재한 코팅 입자는 정미 음전하와 제타 포텐셜값이 약 -5mV 내지 약 -60mV를 가질 수 있으며, 특히 약 -15mV 내지 약 -40mV가 바람직하고, 이것은 입자의 과도한 응집과 모래와 같은 조직을 방지하기 위한 것이다.

고형 향미 입자로부터 재료의 추출 운동을 조절하기 위해서, 생리적인 pH와 온도 조건하에서 팽윤성과 점탄성의 항목으로 외곽층이 우선적으로 최적화되어질 수 있다. 고형 향미 입자로부터 선택된 화합물의 방출은 타액으로의 간단한 확산, 타액으로부터 자연적으로 발생하는 효소에 의한 효소적인 소화 및/또는 혀와 이에 의한 압박 작용에 의해서 유발될 수 있다. 예를 들면, 보통 제품을 씹거나 적실 때 수산화가 발생됨으로 사용자는 향미료 또는 다른 상징물을 방출시킬 수 있을 것이다.

단백질/다당류 코팅은 제한 시간, 예를 들면 타액에 있는 효소의 영향에 대해 약 10 내지 약 20분 동안 안정할 수 있다. 입속에서의 시간 유지는 코팅 중에 특히 단백질/다당류/올리고당의 선택에 따라 변경될 수 있다.

여기서 기재하는 코팅 향미 입자는 담배 제품과 담배가 아닌 구강 유희성 제품에 사용될 수 있다. 예를 들면, 이러한 제품은 맛있거나 식용 가능한 제품으로서 정제형, 스틱형, 츄잉껌, 스폰지재료, 폼, 크림 또는 섬유상 또는 펠릿재, 쌈지에 적당하게 포함될 수 있는 형태 또는 이들의 조합물로 이루어져 있다.

입자 코팅 방법

코팅된 고형 향미 입자를 제조하는 구현예에서, 이들 조합은 일차 액체 매체에 일차 폴리머성 코팅 재료의 분산하여 일차 혼합물을 형성하도록 고형 향미 입자를 첨가하거나 분산 매체 중에 고형 향미 입자의 분산액을 첨가하는 것으로 이루어진다. 상기 분산 매체는 수용성 매체, 즉 이온화수 일 수 있다.

대표적으로 코팅의 형성은 제1 및/또는 제2 폴리머성 코팅 재료의 겔화를 포함한다. 이것은 예를 들면, 코팅 재료 또는 둘러싸고 있는 액체 매체, 또는 둘 모두의 pH를 조정, 코팅 재료 또는 둘러싸고 있는 액체 매체, 또는 둘 모두의 온도를 조정, 겔화제의 도입 또는 이들의 조합에 의해 달성할 수 있다. 각 코팅 재료를 위해 사용되는 방법은 다를 수 있다.

출발 고형 향미 입자는 음전하 입자일 수 있다. 그러나, 만일 선천적으로 음전하가 아닌 경우라면, 고형 향미 입자는 적절한 시약을 첨가하여 처리할 수 있다. 예를 들어, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 또는 수산화나트륨(잿물)과 같은 염을 입자에 음전하 또는 중성전하를 부여하기 위해서 일차 폴리머성 코팅 재료와 혼합되기 전에 사용될 수 있다.

고형 향미 입자는 분산 매체, 바람직하기로는 이온수로 이루어진 수성 매체에 분산될 수 있으며, 고형 향미 입자의 분산액을 형성하게 된다. 분산 매체에 분산된 고형 향미 입자는 액체 매체 중에서 일차 코팅 재료의 용액에 첨가되어 액체 매체에 분산된 일차 코팅 입자를 형성하게 된다. 다른 방법으로, 고형 향미 입자가 액체 매체 중에서 일차 코팅 재료에 바로 첨가되어 액체 매체에 분산된 일차 고형 향미 입자를 형성하게 된다. 분산된 고형 향미 입자 또는 일차 코팅 재료의 pH는 원하는 코팅으로 고형 향미 입자의 정전적 코팅이 용이하도록 액체 매체에 비례해서, 즉, 액체 매체의 pH를 조정하는 것에 의해 변경될 수 있다. pH를 조정하기 위한 적당한 물질로는 아세트산, 아디프산, 푸말산, 말레산, 락트산, 타르타르산 및 글루콘산 또는 이들의 혼합물인 취약한 유기산과 같은 식음료산업용 재료 또는 글루코 델타 락톤 또는 강한 식용등급의 염산을 첨가하는 것에 의해, 또는 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 또는 수산화나트륨 또는 이들의 혼합물과 같은 염기를 첨가하는 것에 의해 pH를 조정할 수 있다.

이때, 일차 폴리머성 코팅재료로 코팅된 고형 향기 입자는 이차 폴리머성 코팅 재료와 접촉된다. 한번 코팅된 고형 향미 입자를 함유하는 상기 혼합물에 이차 폴리머성 코팅 재료를 첨가하기 전에, 또는 이차 폴리머성 코팅 재료에 한번 코팅된 고형 향미 입자를 첨가하기 전에 고형 향미 입자 위에 있는 일차 코팅의 전체 전기적인 충전은 액체 매체의 pH를 조정하는 것에 의해 변경될 수 있다. pH를 조정할 수 있는 물질로는 산과 염기, 예를 들면 취약한 유기산으로서 아세트산, 아디프산, 푸말산, 말레산, 락트산, 타르타르산, 글루콘산 및 글루콘노 델타 라톡 또는 강한 식용등급 염산 또는 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 또는 수산화나트륨과 같은 염 등이 있다. 한가지 특징으로, 단백질 또는 단백질 가수분해물의 일차 코팅은 이차 폴리머성 코팅 재료의 정전기적인 견인을 용이하게 하기 위해 산으로 처리될 수 있다.

두 번 코팅된 고형 향미 입자는 추가로 일차 또는 이차 폴리머성 코팅에 사용되는 하나 또는 그 이상의 물질로 추가 첨가와 함께 또는 없이 코팅될 수 있다. 추가 첨가제는 최종 제품의 생리적인 특징을 조정하기 위해서 채택될 수 있으며, 건조 단계 바로 직전에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 크실리톨과 같은 감미제 또는 고형 감미제와 고형 향미제(캡슐)가 혼합되기 위해서 그리고 겔 형성과의 상호 작용을 피하기 위해서 분무 건조 전에 균질하게 되도록 첨가되어진다. 다른 식용 성분, 즉, 전분, 폴리올, 오일, 리피드, 왁스, 유지, 지방산, 글리세라이드 등이 최종 제품에서 원하는 특성을 달성할 수 있도록 상기 제재에 첨가될 수 있다. 코팅 입자는 정미 음전하 또는 중성전하를 가질 수 있다.

최종 코팅의 단계에서, 겔은 코팅으로부터 다당류의 카르복실기와 단백질의 아미노기, 그 반대의 경우도 마찬가지로 가교결합에 의해 약 1 내지 3시간 동안 약 60℃ 내지 약 90℃, 바람직하게는 약 1 내지 1.5시간 동안 약 60℃ 내지 약 80℃의 공정 조건하에서 형성될 수 있다. 겔은 안정화될 수 있다. 상기 겔은 겔의 어는점 이상의 온도에서, 전형적으로는 겔을 건조시키기 전에 약 1 내지 60시간 동안, 바람직하게는 약 12 내지 약 48시간 동안 약 20℃ 내지 약 0℃ 또는 약 15℃ 내지 약 5℃에서 냉각시켜서 안정화시킬 수 있다.

코팅 입자의 실험적인 제조 방법

이온수에 약 0.5 내지 약 2%(w/w)의 단백질을 함유하는 용액을 준비한다. 분쇄된 고형 향미 입자를 단백질 용액에 분산시킨다. 사용된 단백질에 따라 시트르산으로 pH를 약 3.5 내지 약 6의 범위로 조정한다. 선택한 이차 코팅 재료를 분말 또는 용액 형태로 혼합되게 첨가하고 전체적으로 혼합한다. 최종 혼합물을 사용된 단백질에 따라 약 70℃ 내지 약 80℃에서 약 1 내지 2시간 동안 가열한다. 탄수화물층의 적절한 겔화를 위해서 상기 가열된 혼합물에 소금을 첨가할 수 있다. 염은 카라기난을 기반으로 하는 코아세르베이트에 첨가하는 것이 바람직하는 반면에 펙틴을 기반으로 하는 코아세르베이트는 어떤 첨가된 염을 필요로하거나 그렇치 않을 수 있다. 적당한 염으로는 사용되는 탄수화물의 형태에 따라 KCl을 포함하며, KCl과 락트산칼슘의 혼합물, 또는 간단히 락트산 칼슘을 포함할 수 있다. 다른 이가 금속의 염, 염화칼슘 또는 시트르산 칼슘(마그네슘 염 포함)이 마찬가지로 사용될 수 있다. 코아세르베이트 겔은 약 12 내지 약 48시간 동안 분무 건조되기 전에 냉동시키는 것이 바람직하다.

도 1은, 본 발명에서 기재한 방법에 의해서 형성될 수 있는 코팅된 고형 향미 입자의 개략도이다. 중앙은 고형 향미 입자로서 전체가 음전하를 가지며, 이들은 일차 단백질 코팅 재료, 이 경우에는 카세인 칼슘에 의해서 감싸여지거나 캡슐화되어 있다. 단백질층은 다시 다당류, 이 경우에는 카파-카라기난에 의해서 감싸여지거나 캡슐화된다. 칼륨 이온이 겔의 형성을 돕기 위해 첨가된다.

도 2는 코팅 입자를 형성하는 방법의 한 구현예를 묘사한 블록다이아 그램이다. 고형 향미 입자(201)은 일차 코팅 재료(203)과 액체 매체 중에서 결합하여 코팅된 고형 향미 입자의 일차 혼합물(205)을 형성한다. 필요하다면, 일차 혼합물(205)을 이차 코팅 재료(209)와 접촉시키기 전에 부호 207에서 pH가 조정되게 처리하여 이차 혼합물(211)을 형성한다. 필요하다면, 추가 재료(213)를 이차 혼합물에 첨가하여 최종 코팅된 고형 향미 입자에 추가 특성을 부여하거나 외부 코팅의 겔화에 도움을 주게 된다. 최종 재료의 pH는 적당한 식용 등급의 산, 염기 또는 염을 첨가하는 것에 의해 부호 215에서 조정한다. 부호 219에서 물을 첨가하고 겔의 조건 전에 제거한다. 그리고 다시 건조 단계(221)를 위한 겔을 제조한다. 적당하게 건조되면, 가공된 코팅 입자(223)을 있는 그대로 하거나 다른 제품에 혼입시킬 수 있다. 예를 들면, 하나 또는 그 이상의 추가 코팅을 방출 프로필을 조정하고 및/또는 끈적끈적함, 거칠음 및/또는 바삭바삭하는 것과 같은 원하는 조직을 만들기 위해서 첨가될 수 있다.

실시예 1

다크 브라운 색상을 가지는 액상 베리 향미를 물(물의 용해도는 액상 향미재 5gm 당 0.1gm 이하)로 침전시키고, 해당 침전물을 액체로부터 원심분리로 분리하였다. 연속해서 상분리를 2개의 다른 조건, (a) 상분리 제재(실험 #32-2)에서 탈이온수와 함께 어떤 상청액(어떤 향미재 함유)을 사용 및 (b) 여기서, 상청액을 탈이온수(실험 #32-1)에 의해 완전히 대체하는 조건하에서 수행하였다.

용액의 적당한 pH 조절제로서 콩 단백질과 카파-카라기난을 사용하여 고형 향미 입자의 주변에 복합 상분리를 형성하였다. 이온성 가교 및 수소 결합을 통해서 저온에서 과잉의 카파-카라기난과 상분리층의 겔화가 발생하였다.

단단한 상분리 겔이 과잉의 탈이온수에 의해 진한 슬러리로 균일하게 되고, Buchi B290 Lab 미니 분무 건조기 중에서 177℃ 입구 온도와 107℃의 출구 온도에서 분무 건조되었다. 그 결과 매우 미세한 백색 분말의 60~65%(w/w) 고형 향미재가 얻어졌다.

도 3은 분무 건조기의 분무실과 수집실 모두에서 시료의 열중량 분석(TGA) 도표이다. 비캡슐 침전물은 100℃ 전에 실질적으로 손실이 일어나고, 210℃에서는 소멸됨을 알 수 있다. 반면에 캡슐 시료는 거의 240℃까지 평탄한 중량 손실 프로필을 보이고 있다. 캡슐 시료는 250℃로 가열했을 때, 명확하게 20% 이하의 중량감소를 보임을 알 수 있다. TGA 공정은 일반적으로 분당 20℃의 램프 속도를 사용한다.

TGA 데이터는 분무실로부터의 "(b)" 시료(상청액을 사용하지 않음), 수집실로부터의 시료에 이어서 분무 건조기의 분무실로부터 "(a)" 시료(상청액 일부 사용)도 향미재의 휘발성을 최대한 유지하였음을 보여주고 있다. 상기 분무실로부터의 "(a)" 시료도 향미 프로필을 즉각적이고 16분까지 오래동안 견디는 지속적인 향미를 보였다.

실시예 2

추가 절차는 비수성 용매에 액체 베리 향미를 사용하여 수행하고 물로 침전시켰다. 고형 침전물을 현미 단백질과 카파-카라기난을 사용하는 코아세르베이션 기술을 이용하여 캡슐형으로 하였다. 이때 이온수와 침전으로부터 상청액을 동일 비율로 사용하였다.

각종 샘플을 다음과 같다. "침전 향미"는 향미가 공급된 비극성 용매에 물을 첨가하여서 얻어진 침전물을 말한다. "36-1 CC"는 콩 단백질과 카라기난을 사용하여, 분무 건조기 수집실에서 얻어진 캡슐형의 고형 향미를 말한다. "36-1 SC"는 콩 단백질과 카라기난을 사용하여, 분무 건조기 분무실에서 얻어진 캡슐형의 고형 향미를 말한다. "36-5 CC"는 현미 단백질과 카라기난을 사용하여 분무 건조기 수집실에서 얻어진 캡슐형의 고형 향미를 말한다. "36-5 SC"는 현미 단백질과 카라기난을 사용하여 분무 건조기 분무실에서 얻어진 캡슐형의 고형 향미를 말한다. "36-5 SC"는 현미 단백질과 카라기난을 사용하여 냉동 건조 방식으로 건조시킨 캡슐형의 고형 향미를 말한다.

캡슐형의 고형 향미는 가스 크로마토그라피(GC)에 의해서 다음과 같이 분석된다. 유기상에서 향미를 추출하기 위하여 60℃의 온도에서 초음파처리 조건하에서 건조 캡슐형의 고형 향미 1g을 순수 에탄올 19g에 용해시킨다. 에탄올에서 동일한 CC와 SC 샘플의 이차 추출이 심각하게 추출을 개선시키지 못하였다.

각 샘플에서 향미의 적당량을 평가하기 위하여 단일 피크 영역을 모니터 하였다. 모든 샘플은 향미 침전물을 기반으로 하는 것을 표준으로 하였다. 에탄올에서의 한번 추출은 아래의 표 1에 나타낸 바와 같이, 냉동 건조가 분무 건조 버전 보다 향미를 더 보존하는 것을 입증하고 있다. CC와 SC는 각각 수집실과 분무실 샘플을 말하며, 4.37분의 보유 시간에서 GC로 모니터한 주피크를 순수 침전 향미에서의 동일한 피크에서의 강도와 비교하였다.

향미 화합물을 확인하기 위하여 고형 향미 캡슐을 가스 크로마토그라피 질량분석기(GCMS)로 추가 분석을 하였다. 각 샘플에서 향미의 상대적인 함량을 나무딸기 케톤 화합물을 기반으로 비교하였다. 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

SC 샘플이 175℃의 온도에서 오랜 시간 동안 노출되어 있다 할지라도 SC 샘플이 CC 샘플과 비교해서 더 많은 향미를 갖는다는 것을 발견한 것은 흥미로운 일이다. CC, SC에 대한 관찰된 동향과 냉동 건조된 고형 향미 캡슐 샘플은 침전물과 관련해서 두가지 방법에서 동일하다. 이것은 36-5 SC 고형 향미 캡슐 샘플이 콩 단백질(36-1 SC)로 만들어진 것과 비교해서 약간 더 많은 향미를 함유하는 현미 단백질로 만들어진 것이라는 것을 알 수 있다.

나무딸기 케톤을 기준으로 GC 방법과 GCMS 분석으로부터 피크 영역을 기반으로 한 초기 침전물을 기반으로 하는 캡슐 샘플에서의 향미의 상대적인 함량

샘플	GC 크로마토그램 피크영역/wt (Pa*s)	침전물 대비 향미(%)	GCMS 피크 영역/wt	침전물 대비 향미(%)
침전 향미	11955	100%	1.77E+09	100%
냉동 건조 캡슐	7932	66.3%	5.86E+08	33.2%
36-1 CC	2273	19.0%	1.01E+08	5.7%
36-1 SC	2186	25.7%	2.16E+08	12.2%
36-5 CC	4005	18.3%	1.18E+08	6.7%
36-5 SC		33.5%	3.22E+08	18.2%

도 4로부터, 알 수 있다. 향미 침전물은 젖은 샘플에 존재하는 수분 때문에 처음에 중량이 50% 손실되고 약 210℃에서 휘발성 매스의 모두 또는 거의 모두 손실되었음을 알 수 있다. 현미 단백질과 카라기난은 각각 대략적으로 그들 중량의 약 80%와 약 45% 손실되었다. 냉동 건조 샘플은 보다 많은 향미를 포함하고 있다 할지라도 휘발성분들이 분무 건조 샘플에 비해 아주 빠르게 손실되었다. 냉동 건조 고형 향미의 중량 손실 곡선에 두가지 명확한 영역이 있다. 처음의 60%는 주로 향미에 해당하고, 나머지 40%는 생체 고분자 또는 생체 고분자에 구속된 향미에 해당한다. 비록 건조 공정과는 별개로 동일한 제재가 각각의 경우에 사용되었다고 할지라도 냉동 건조 향미의 총 중량 손실은 분무 건조 향미 보다 높은 약 80%이다. 분무 건조 처리와 냉동 건조 처리 간의 차이는 놀라웁고 예기치 못한 것이다.

분무 건조된 캡슐형의 고형 향미는 향미 침전물이나 냉동 건조된 고형 향미에 전혀 반응을 보이지 않는다고 할지라도 분무 건조된 캡슐형의 고형 향미의 중량 손실 곡선은 순수한 현미 단백질과 카파-카라기난의 것과 매우 유사하거나 이들 사이에 있다. 이것은 제재가 현미 단백질과 카파-카라기난을 함유하고 있으므로 후자가 전자보다 두 배나 많은 양으로 존재하고 있다는 것을 직관적으로 예상할 수 있다. 분무 건조 고형 향미 곡선은 다음 중 어느 하나를 나타낸다. 즉, (a) 분무 건조 캡슐형 샘플에 존재하는 양이 냉동 건조 캡슐형 샘플에 비해 훨씬 적을지라도 분무 건조 공정이 냉동 건조 공정에 비해 캡슐형 입자의 쉘 강도를 향상할 수 있으며, 및/또는 (b) 분무 건조 공정이 생체 고분자에 대한 고형 향미의 다른 모드로의 결합을 이끌어낸다.

도 5로부터 온도에 따른 중량 변화율은 카파-카라기난이 225℃에서 매우 예리하고, 현미 단백질이 325℃에서 이주 넓은 피크를 보인다. 순수하고 젖은 향미 입자의 같은 곡선은 2개의 넓은 피크를 보이는데, 물 손실은 100 이하에서 향미 손실은 220℃에서이다. 이것은 냉동 건조 샘플의 중량 변화물의 온도가 분무 건조 샘플과 매우 다르다는 것을 다시 한번 입증하는 것이다. 냉동 건조 샘플의 중량 손실은 약 150℃에서 일어나고 뒤이어서 250℃에서 약간 손실된다. 250℃에서의 작은 피크는 약 60% 향미 샘플에 카라기난/향미가 소량으로 구속되어 있느 특징을 나타내는 것이다. 36-5 CC 샘플은 첫번째 예리한 피크(카파-카라기닌과 구속된 향미의 특징), 작은 피크(현미 단백질의 특징) 그리고 500℃에서 세 번째 피크를 보인다. 36-5 SC 샘플은 두 개의 강하고 넓은 피크(카라기난/향미와 향미/현미 단백질 모두의 특징)를 보인다. 아마도 분무 건조 샘플에서, 일부 향미는 다당류와 단백질 모두에 보다 단단하게 구속되어 그러한 경향을 보이게 되며, 반면에 보다 더 휘발성이 있고 구속되지 않은 부분은 건조 도중에 손실된다. CC 및 SC 샘플에서의 결합 메카니즘은 약간 다르며, 관찰된 소비자 개념으로 그 차이점을 설명할 수 있다.

도 6과 7은 현미와 콩 단백질의 캡슐 샘플로서 매우 유사하게 동작하고 있으며, 현미 샘플이 콩 단백질의 것 보다 캡슐이 더 좋다는 것을 나타내고 있다. 현미 단백질의 캡슐 샘플인 36-5 SC는 도 6에서 보는 바와 같이 36-1 SC에 비해 가열시 향미가 더 손실되고 있다. 이것은 36-5 SC가 36-1 SC 보다 향미를 더 많이 함유하고 있음을 입증하는 GC 및 GCMS와 일치하는 것이다. 또한, 도 7에서, 36-5 SC 곡선은 36-1 SC의 곡선과 비교해서 뚜렷한 넓은 피크를 갖고 있다.

실시예 3

앞서 기재한 바와 같이 캡슐형의 고형 향미 입자에서의 향미 판넬 시험은 분무실로부터의 샘플이 즉각적인 방출과 장기간 지속적인 향미 모두와 관련하여 우수한 물성을 갖고 있음을 발견한 것이다. 캡슐형의 고형 향미 샘플은 9 내지 20분 정도 향미 지속성을 갖고 있다.

실시예 4

향미 판넬 시험을 위해 cGMP(현행 우수한 제조공정) 환경에서 3개의 샘플을 준비하였다. 이 샘플은 다음과 같다. (1) 36-7 FD (냉동 건조 향미) 60.4%의 캡슐형의 향미 고형물, (2) 36-8 CC (수집기에 있는 분무 건조 향미) 62.17%의 캡슐형의 향미 고형물, (3) 36-8 (분무실에 있는 분무 건조 향미), 62.17%의 캡슐형의 향미 고형물.

향미 판넬은 36-8 SC가 즉각 방출과 장기간 지속성의 향미을 위한 기준을 만족하고 있음을 확인하였으며, 향미 지속성은 약 28분이다.

201 : 고형 향미 입자
203 : 일차 코팅 재료
205 : 일차 혼합물
207 : pH 조정
209 : 이차 코팅 재료
211 : 이차 혼합물
213 : 추가 재료
215 : pH 조정
217 : 처리
219 : 추가 물
221 : 건조
223 : 가공된 코팅 입자

Claims

고형 향미 입자로 이루어진 기본 입자;
상기 기본 입자를 적어도 부분적으로 코팅하며, 단백질, 양이온성 다당류 또는 올리고당, 비이온성 다당류 또는 올리고당 및 이들의 조합물로부터 선택되는 일차 폴리머성 코팅재료; 및
상기 일차 코팅재료를 적어도 부분적으로 코팅하며, 다당류, 단백질, 다당류 혼합물, 단백질 혼합물 또는 다당류와 단백질의 혼합물로부터 선택되는 이차 폴리머성 코팅재료;
로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
제 1항에 있어서, 상기 고형 향미 입자는 소수성 코팅재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이차 폴리머성 코팅재료는 음이온성, 양성이온성 또는 중성인 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 이차 폴리머성 코팅재료는 추가로 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 철 또는 이들의 복합물로 이루어지거나 1가, 2가 또는 3가 양이온으로 이루어지거나, 염화물, 구연산염, 락트산염, 아세트산염 또는 이들의 복합물로 이루어진 음이온으로 이루지는 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코팅 입자는 제타 포텐셜 값이 약 -5mV와 약 -60mV 사이인 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 일차 폴리머성 코팅재료는 분자량이 약 2KDa와 약 1,000KDa 사이인 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 이차 폴리머성 코팅재료는 분자량이 약 5KD와 약 1,000KDa 사이인 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코팅 입자의 크기는 약 0.20 미크론 내지 약 2000미크론인 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기본 입자는 단면이 약 1000미크론 이하인 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코팅 입자는
(a) 건조 중량으로 약 10% 내지 약 90%의 고형 향미 입자,
(b) 건조 중량으로 약 20% 내지 약1%의 일차풀리머성 코팅재료 및
(c) 건조 중량으로 약 50% 내지 약 5%의 이차 폴리머성 코팅재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코팅 기본 입자는 약 15중량%의 이하의 수분 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코팅된 고형 입자는 정미의 음 전하 또는 중성 전하를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅된 고형 향미 입자.
상기 항 중 어느 하나의 항에 따른 하나 또는 그 이상의 코팅 입자로 이루어진 맛있거나 식용 가능한 제품.
고형 향미 입자와 일차 폴리머성 코팅재료를 액체 매체 중에서 결합시켜서 상기 일차 폴리머성 코팅재료가 상기 입자의 적어도 일부 표면에 흡수되어 일차막을 형성하도록 하는 단계;
상기 액체 매체 중에서 이차 폴리머성 코팅재료를 혼합하여 상기 이차 폴리머성 코팅재료가 상기 일차막의 표면의 적어도 일부에 흡수되어 이차막을 형성하도록 하는 단계; 및
상기 입자를 분무 건조하는 것에 의해 코팅된 고형 향미 입자를 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 항 중 어느 하나의 항에 따른 코팅된 고형 향미 입자의 제조방법.