TW201707581A - 新穎之β－胡蘿蔔素調配物 - Google Patents
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Abstract
本發明針對一種製造β-胡蘿蔔素調配物之方法，其中該β-胡蘿蔔素埋(embedded)在至少一種修飾食用澱粉(modified food starch)之基質中，以及其中該調配物中之β-胡蘿蔔素具有反式含量□90%以及粒徑中值小於400nm，以及該調配物之E1/1>800，該方法包含下列步驟：a)提供β-胡蘿蔔素與至少一種修飾食用澱粉(較佳地OSA澱粉)之水性懸浮液，獲得一水性基質；b)任擇地用磨珠以濕式介質研磨步驟a)之基質，其中該磨珠之平均直徑□0.8mm(較佳地>1.0mm)，獲得一β-胡蘿蔔素之基質，其中該β-胡蘿蔔素的粒徑中值小於步驟a)之基質中之β-胡蘿蔔素的粒徑中值；c)用磨珠以濕式介質研磨步驟a)或步驟b)之基質，其中該磨珠之平均直徑在0.1至0.8mm(較佳地0.2至0.5mm)之範圍內，獲得具粒徑中值小於400nm之β-胡蘿蔔素之基質；d)任擇地移除於步驟c)中獲得之基質之水，獲得一濃縮基質；e)乾燥於步驟c)或d)中獲得之濃縮基質，獲得β-胡蘿蔔素調配物，其中該β-胡蘿蔔素埋在修飾食用澱粉之基質中，以及其中該調配物中之β-胡蘿蔔素具有反式含量□90%以及粒徑中值小於400nm，以及該調配物之E1/1>800。
本發明另外針對於此一方法中獲得之調配物以及其等用於將飲料以及食品染色之用途，以及包含此調配物之飲料以及食品。
Description
β-胡蘿蔔素本身不是水溶性的。因此，其必須被配製成水溶性或水可分散性調配物才能用於，如，飲料之染色。
在大部分已知的調配物中，是將β-胡蘿蔔素埋(embedded)在諸如修飾食用澱粉(modified food starch)之水膠體之基質中，用以保護β-胡蘿蔔素免於降解以及氧化。在用於製造此等調配物之過程中，常使用有機溶劑使β-胡蘿蔔素在乳化成水膠體之水性基質之前溶解。
存在不再使用此等有機溶劑之趨勢。因此，存在無溶劑方法之需求。
本發明之方法符合此需求。因此，本發明針對一種用於製造β-胡蘿蔔素調配物之方法，其中該β-胡蘿蔔素埋在至少一種修飾食用澱粉之基質中，以及其中該調配物中之β-胡蘿蔔素具有反式含量90%以及粒徑中值小於
400nm(較佳地粒徑中值小於300nm，甚至更佳地粒徑中值小於200nm)，以及該調配物之E1/1>800(較佳地該調配物之E1/1>1000)，該方法包含下列步驟：a)提供β-胡蘿蔔素與至少一種修飾食用澱粉(較佳地OSA澱粉)之水性懸浮液，獲得一水性基質；b)任擇地用磨珠以濕式介質研磨步驟a)之基質，其中該磨珠之平均直徑0.8mm(較佳地>1.0mm)，獲得一β-胡蘿蔔素之基質，其中該β-胡蘿蔔素的粒徑中值小於步驟a)之基質中之β-胡蘿蔔素的粒徑中值；c)用磨珠以濕式介質研磨步驟a)或步驟b)之基質，其中該磨珠之平均直徑在從0.1至0.8mm(較佳地0.2至0.5mm)之範圍內，獲得具粒徑中值小於400nm之β-胡蘿蔔素之基質(較佳地粒徑中值小於300nm，甚至更佳地粒徑中值小於200nm)；d)任擇地移除於步驟c)中獲得之基質之水，獲得一濃縮基質；e)乾燥於步驟c)或d)中獲得之濃縮基質，獲得β-胡蘿蔔素調配物，其中該β-胡蘿蔔素埋在修飾食用澱粉之基質中，以及其中該調配物中之β-胡蘿蔔素具有反式含量90%以及粒徑中值小於400nm(較佳地粒徑中值小於300nm，甚至更佳地粒徑中值小於200nm)，以及該調配物之E1/1>800(較佳地該調配物之E1/1>1000)。
因為步驟b)以及d)是任擇的，因此本發明是針對I)一種包含步驟a)、c)以及d)之方法；
II)一種包含步驟a)、c)以及e)之方法；III)一種包含步驟a)、c)、d)以及e)之方法；IV)一種包含步驟a)、b)、c)以及d)之方法；V)一種包含步驟a)、b)、c)以及e)之方法；以及VI)一種包含步驟a)、b)、c)、d)以及e)之方法。
在本發明之較佳具體例中，本發明之方法僅由此等步驟構成，沒有進行額外的步驟。
因此，本發明亦針對VII)一種由步驟a)、c)以及d)所構成之方法；VIII)一種由步驟a)、c)以及e)所構成之方法；IX)一種由步驟a)、c)、d)以及e)所構成之方法；X)一種由步驟a)、b)、c)以及d)所構成之方法；XI)一種由步驟a)、b)、c)以及e)所構成之方法；以及XII)一種由步驟a)、b)、c)、d)以及e)所構成之方法。
單獨的步驟詳述於下文中。
與CN-A 103 406 079之方法相反，在本發明之方法中沒有使用非離子性乳化劑。
步驟a)
β-胡蘿蔔素以及修飾食用澱粉詳述於下文中。
該基質中β-胡蘿蔔素的量，係以β-胡蘿蔔素於該調配物中之量，以該調配物之總重量計時，能在0.1至10重量%之範圍內之方式選擇，較佳地其中β-胡蘿蔔素於該調配物中之量在2至6重量%之範圍內。
β-胡蘿蔔素
較佳地，使用人工合成的β-胡蘿蔔素(1,3,3-三甲基-2-[3,7,12,16-四甲基-18-(2,6,6-三甲基環己-1-烯-1-基)十八碳-1,3,5,7,9,11,13,15,17-壬烯-1-基]環己-1-烯)。其是順式與反式異構物之混合物。令人驚訝地，在本發明之方法期間，反式異構物之數量幾乎不變，在由本發明之方法獲得之調配物中仍>90%。
當使用CIELAB色標度，β-胡蘿蔔素配製於水中之濃度在5ppm下測量此調配物之色彩時，本發明之調配物具有色相h在48至71之範圍內(較佳地53至62之範圍內，更佳地56至62之範圍內)以及彩度C*為至少30(較佳地在31至52之範圍內)。
“修飾食用澱粉”
修飾食用澱粉是一種經過已知的方法化學修飾而具有可提供親水以及親脂蛋白之化學結構之食用澱粉。較佳地，修飾食用澱粉具有長烴鏈(較佳地C5-C18)作為其結構之一部分。
較佳地係使用至少一種修飾食用澱粉來製造本發明之調配物，但在一調配物中亦可能使用二或多種不同的修飾食用澱粉之混合物。
澱粉是親水性的，因此沒有乳化能力。然而，修飾食用澱粉是經由已知的化學方法，用疏水性部分取代澱粉而製得。例如，可用諸如丁二酸酐之環狀二羧酸酐處理澱粉，用烴鏈取代(見O.B.Wurzburg(editor),“Modified Starches：Properties and Uses,CRC Press,Inc.Boca Raton,
Florida,1986，以及之後的版本)。本發明之特佳的修飾食用澱粉具有下式(I)：
其中St是澱粉，R是亞烷基基團，而R'是疏水性基團。較佳地R是低級亞烷基基團，諸如二亞甲基或三亞甲基。R'可為烷基或烯基基團，較佳地具有5至18個碳原子。較佳的式(I)化合物是一種“OSA澱粉”(辛烯基丁二酸鈉澱粉)。取代之程度/範圍，即，酯化的羥基基團之數目對游離非酯化羥基基團之數目之變化，通常在0.1%至10%之範圍內，較佳地0.5%至4%之範圍內，更佳地3%至4%之範圍內。
術語“OSA澱粉“表示任何一種經辛烯基丁二酸酐(OSA)處理的澱粉(來自任何諸如玉米、糯玉米(waxy maize、waxy corn)、小麥、樹薯與馬鈴薯之天然來源或合成之澱粉)。取代之程度/範圍，即，經OSA酯化之羥基基團之數目對游離非酯化羥基基團之數目之變化，通常在0.1%至10%之範圍內，較佳地0.5%至4%之範圍內，更佳地3%至4%之範圍內。OSA澱粉亦稱作“修飾食用澱粉”。
術語“OSA澱粉”亦涵蓋商業可得之澱粉，如從National Starch/Ingredion獲得之澱粉，商標名HiCap 100、Capsul、Capsul HS、Purity Gum 2000、Clear Gum Co03、UNI-PURE、HYLON VII；分別從National Starch/Ingredion
以及Roquette Frères而來之澱粉；從CereStar而來之澱粉，商標名C*EmCap或從Tate & Lyle而來之澱粉。
較佳地不存在除了修飾食用澱粉外之其它水膠體。
步驟b)
較佳地，步驟b)中使用之磨珠係由陶瓷材料製成。
在本發明之另佳的具體例中，步驟b)中研磨機(mill)中磨珠的填充率在50至60%之範圍內。
較佳地，步驟b)中之研磨在不超過55℃之溫度下進行。
步驟c)
較佳地，步驟c)中使用之磨珠係由陶瓷材料製成。
在本發明之另佳的具體例中，步驟c)中研磨機中磨珠的填充率在50至60%之範圍內。
較佳地，步驟c)中之研磨在不超過55℃之溫度下進行。
步驟d)
水的移除，可用任何熟悉此技藝之人士已知之方法達成。“濃縮基質”意指步驟d)完成後所獲得之基質中水的量小於步驟c)之基質中水的量。
步驟e)
乾燥可利用噴霧乾燥或稱作粉末捕集之方法或
經由造粒方法進行。
較佳地，該方法係在不含有機溶劑之情況下進行。此等較佳不含的有機溶劑是如氯仿、二氯甲烷、醋酸乙酯、醋酸丙酯、己烷、庚烷和/或其等之混合物。
較佳地，該方法在不含油之情況下進行。
由本發明之方法獲得之調配物以及此調配物用於將飲料或食品染色之用途，亦可為本發明之目的。
令人驚訝地，由本發明之方法獲得之調配物具有許多的優點：
●埋在其中之β-胡蘿蔔素具有反式含量90%。此意指在本發明之方法期間，反式含量幾乎沒有改變。
●埋在其中之β-胡蘿蔔素具有粒徑中值小於400nm(較佳地小於300nm，更佳地小於200nm)。
●該調配物之E1/1>800(較佳地>1000)。
●此外，該調配物係色彩安定的以及物理性質安定的。其等之保存期限至少3個月。
●此外，於此調配物中之β-胡蘿蔔素粒子不僅較佳地具有以上指定之粒徑中值，且其等之粒徑分佈非常窄。
當使用CIELAB色標度，β-胡蘿蔔素配製於水中之濃度在5ppm下測量此調配物之色彩時，本發明之調配物
具有色相h在48至71之範圍內(較佳地53至62之範圍內，更佳地56至62之範圍內)以及彩度C*為至少30(較佳地在31至52之範圍內)。
粒徑之測量
在本發明之情況下，粒徑中值為xi,50值。
色彩強度E1/1是1%溶液以及厚1cm，用下列計算而得之吸光度：E1/1=(Amax-A650)*稀釋因子/(樣本重量*產物含量%)。
“(Amax-A650)”意指將於UV光譜儀中在最大吸光度下所測得之值(“Amax”)，減去在650nm下所測得之吸收值(“A650”)所獲得之值。
“*”意指“乘以”。
“稀釋因數”=溶液稀釋之因數。
“樣本重量”=調配物之數量/重量，單位[g]
“產物之含量%”=“胡蘿蔔素在懸浮液中之數量，單位%”，在本發明中含量從2至6%。
色彩的測量
在食品應用中之色彩的測量，係用比色計進行(Hunter Lab Ultra Scan Pro)，其與光譜儀不同，可依照人的眼睛對色彩之心理物理感知來表示色彩值。
色彩的測量依照CIE準則(國際照明委員會)進行。值可以平面座標L*a*b*之方式表示，L*是明度之測量值，a*是紅綠軸上之值，而b*是黃藍軸上之值。
儀器設定：
˙色標度：CIE L*a*b*/L*C*h*
˙光源定義：D65日光等效
˙幾何形狀：漫射/8°
˙波長：掃描350至1050nm每5nm之光學解析度
˙樣本測量區域之直徑：19mm(大)
˙校正模式：穿透/白磚
有時稱作飽和度之彩度(C*)，是描述色彩之鮮明或黯淡程度，其之計算如下：C*=(a*2+b*2)
稱作色相(h)之角度，是描述對物件之色彩的感知，計算如下：h=tan(b/a)(-1)
色差DE*是使用下式計算而得：
其中L=明度、a=紅色值以及b=黃色值
△L*=Lx*-L0*；0=起始值；x=測量時間
△a*=ax*-a0*；0=起始值；x=測量時間
△b*=bx*-b0*；0=起始值；x=測量時間
為獲得良好的色彩安定性，DE*應低於10(DE*<10)；此意指色差是可被接受的，而DE*<3肉眼，即，在沒有使用如比色計之裝置之情況下，無法看出。
物理安定性
物理安定性是用人的眼睛，依照評估矩陣測定。
- 瓶中環之形成/頸環，分數6至1，“6”代表“無環”，而“1”代表“非常強的環”。
- 表面粒子，分數6至1，“6”代表“無粒子/無覆蓋”，而“1”代表“超過一半表面被粒子覆蓋/超過2/3的表面被粒子外之膜覆蓋”。
- 包裝底部之沈澱物如薄膜、個別的粒子或環之形成，分數6至1，“6”代表“無粒子、無薄膜或無環”，而“1”代表超過一半的底部被粒子覆蓋、底部被可見的強韌薄膜或極強韌環覆蓋”。
現在將在下列非限制性範例中進一步例示說明本發明。
將β-胡蘿蔔素懸浮於含修飾食用澱粉之水中。將固體含量設定至約50%，其會產生呈中等黏度之懸浮液(大約300mPa s)。製備三個β-胡蘿蔔素含量漸增之不同的懸浮液，即2%、4%以及6%。
在各研磨實驗之前，先在1000rpm下攪拌β-胡蘿蔔素懸浮液15分鐘，以獲得均質混合物。重新分散後，以擺錘模式進行初步研磨，研磨介質的大小為0.8mm。填充率之變化從50至60%。之後以迴路模式，用大小為0.2mm之研磨介質進行研磨步驟。
在所有的研磨實驗期間，在5、15、30、60、90以及120分鐘採樣分析粒徑縮小之情況。將所有此等樣本均質化約30秒，然後用純水稀釋100倍，產生可測量的懸浮液。在測量之前，再次混合樣本30秒。指定對應的折射率(1.57[SCBT.de])以及吸收值為0.3，將Malvern ZetaSizer Nano ZS上之測量參數調整成針對β-胡蘿蔔素。取三個連續測量值，然後取平均值，當作各別的粒徑分佈之測得的粒徑。
無酒精飲料之製備如下：
將山梨酸鉀1)溶於水中，其它成份2)一個接著一個加入，同時溫和攪拌混合物。之後，用可產生1000ml無酒精飲料之數量的飲用水3)，稀釋所產生之無酒精飲料糖漿。該無酒精飲料之pH在2.8至3.5之範圍內。
之後將無酒精飲料裝進玻璃瓶中，然後用金屬蓋封住。令此等瓶中之一些進行巴氏消毒，一些沒有。使用Mile之隧道式巴氏殺菌器，以瓶之中心處的保持溫度為80℃，進行消毒1分鐘。
將瓶子貯存在室溫下(溫度在18至27℃之範圍內)
以及每天以800Lux光曝露12個小時。色彩之測量在飲料製成後立即進行(時間=0)，以及在貯存2週、30天、60天以及90天後進行。
所有的樣本均顯示出如以上定義之良好的色彩安定性。
Claims (13)
- 一種用於製造β-胡蘿蔔素調配物之方法，其中該β-胡蘿蔔素埋(embedded)在至少一種修飾食用澱粉(modified food starch)之基質中，以及其中該調配物中之β-胡蘿蔔素具有反式含量90%以及粒徑中值小於400nm，以及該調配物之E1/1>800，該方法包含下列步驟：a)提供β-胡蘿蔔素與至少一種修飾食用澱粉(較佳地OSA澱粉)之水性懸浮液，藉以獲得一水性基質；b)任擇地用磨珠以濕式介質研磨步驟a)之基質，其中該磨珠之平均直徑0.8mm(較佳地>1.0mm)，藉以獲得一β-胡蘿蔔素之基質，其中該β-胡蘿蔔素的粒徑中值小於步驟a)之基質中之β-胡蘿蔔素的粒徑中值；c)用磨珠以濕式介質研磨步驟a)或步驟b)之基質，其中該磨珠之平均直徑在0.1至0.8mm(較佳地0.2至0.5mm)之範圍內，藉以獲得具粒徑中值小於400nm之β-胡蘿蔔素之基質；d)任擇地移除於步驟c)中獲得之基質之水，藉以獲得一濃縮基質；e)乾燥於步驟c)或d)中獲得之該濃縮基質，藉以獲得該β-胡蘿蔔素調配物，其中該β-胡蘿蔔素埋在修飾食用澱粉之基質中，以及其中該調配物中之β-胡蘿蔔素具有反式含量90%及粒徑中值小於400nm，以及該調配物之E1/1>800。
- 如請求項1之方法，其中該方法係在無有機溶劑之情況下進行。
- 如請求項1之方法，其中該方法係在無油之情況下進行。
- 如前述請求項中一或多項之方法，其中以該調配物之總重量計，該調配物中之β-胡蘿蔔素的量在0.1至10重量%之範圍內，較佳地其中該調配物中之β-胡蘿蔔素的量在2至6重量%之範圍內。
- 如前述請求項中一或多項之方法，其中步驟b)和/或c)中所使用之磨珠係由陶瓷材料製成。
- 如前述請求項中一或多項之方法，其中步驟b)和/或c)中研磨機(mill)中磨珠的填充率在50至60%之範圍內。
- 如前述請求項中一或多項之方法，其中步驟b)和/或c)中之研磨在不超過55℃之溫度下進行。
- 一種調配物，其係由如請求項1-7中任一或多項之方法獲得。
- 一種β-胡蘿蔔素調配物，其中該β-胡蘿蔔素埋在至少一種修飾食用澱粉之基質中，以及其中該調配物中之β-胡蘿蔔素具有反式含量90%以及粒徑中值小於400nm，以及該調配物之E1/1>800。
- 如請求項8和/或9之調配物，其中當使用CIELAB色標度，β-胡蘿蔔素配製於水中之濃度在5ppm下測量此調配物之色彩時，色相h在48至71之範圍內(較佳地從53至62，更佳地從56至62)以及彩度C*為至少30(較佳地在31至 52之範圍內)。
- 一種如請求項8、9和/或10之調配物用於將飲料或食品染色之用途。
- 一種飲料，其包含如請求項8、9和/或10之調配物。
- 一種食品，其包含如請求項8、9和/或10之調配物。
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