專利名稱：對食物顆粒進行包封以保留其揮發(fā)物和防止氧化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及一種利用包封物質(zhì)對食物顆粒進行包封的方法。
背景技術(shù)：
大量目前銷售的食物產(chǎn)品均具有表面涂層以提高產(chǎn)品的價值。這種涂覆食品的實例包括但是不限于，咖啡末，調(diào)味劑，食物成分，粉狀奶制品，粉狀湯產(chǎn)品，粉狀小吃食物，粉狀飲料混料，粉狀健康有益補充劑或烘烤食品。這些產(chǎn)品中有許多都采用了甜味劑，調(diào)味劑，或其他添加劑進行涂覆來提高該產(chǎn)品的價值。
在很多情況下，涂覆產(chǎn)品并沒有通過涂覆而被均勻地涂覆，這導(dǎo)致?lián)]發(fā)物流失和食品氧化，而這又導(dǎo)致香味的流失，口味的流失，顏色的流失，異味的產(chǎn)生，成分之間的互相作用，降低營養(yǎng)成分，和縮短貯存期。
通常，在食品工業(yè)中可以使用噴霧干燥，噴霧冷卻，擠出，流化床，或凝聚技術(shù)來涂覆食物顆粒。Gibbs等的(1999)Int.J.Food Sci.Nutr.50，213-224綜述介紹了一些常用的涂覆/包封技術(shù)。例如授予Masuda等人的美國專利4,848,673公開了一種流化床涂覆設(shè)備和方法。
在食品工業(yè)中，將涂覆/包封技術(shù)一般用于涂覆/包封微小的食品成分。例如2001年6月21日授予Popplewell和Porzio的美國專利No.6,245,366公開了用涂覆脂肪的包封組合物來包封例如調(diào)味料，藥劑，和香味劑。包封過程可以采用任何傳統(tǒng)的涂覆/包封技術(shù)，包括噴霧干燥，熔體擠出，凝聚，和冷凍干燥。
2000年10月3日授予Ang的美國專利No.6,126,974介紹了生產(chǎn)一種食品成分組合物的方法，其中該食品成分組合物至少是部分包封的抗結(jié)塊劑。優(yōu)選將包封材料霧化噴霧到抗結(jié)塊劑上，其中包封材料的霧化是通過傳統(tǒng)的霧化設(shè)備進行的。
1999年4月27日授予Thomas的美國專利No.5,897,896公開了一種多步驟涂覆方法，其中將含淀粉/含蛋白質(zhì)的物質(zhì)利用一種乳化劑進行第一層涂覆，并以預(yù)先碾碎的可食用物質(zhì)進行第二層涂覆?？梢允褂檬称饭I(yè)中任何常用的方法進行涂覆，但是優(yōu)選第二層是借助于熔化的脂肪噴霧或固相涂層來添加的。
1997年3月4日授予Fraser等人的美國專利No.5,607,708公開了一種包封的調(diào)味料物質(zhì)，其中水溶性外殼可以在微波釋放過程之前穩(wěn)定核心物料中易揮發(fā)的調(diào)味料。核心物料可以是植物或動物的油脂或脂肪，并將揮發(fā)性調(diào)味料例如聯(lián)乙酰，丁酸，己酸，二甲硫，或它們的混合物加入到核心物料中。
1997年2月18日授予Soper的美國專利No.5,603,952涉及一種利用復(fù)雜的凝聚過程將食品或調(diào)味料顆粒進行微包封的方法，其優(yōu)點在于凝聚過程在高溫下進行。包封的食品/調(diào)味料顆粒包括植物油，檸檬油，大蒜調(diào)味料，蘋果香精，和黑胡椒。
1990年6月5日授予Ekman等人的美國專利No.4,931,284公開了一種類脂晶體包封，其中包封的物料可以避免被氧化和光分解。
1985年5月28日授予Tuot的美國專利No.4,520,033介紹了一種制備香料膠囊的方法，特別是得自咖啡或茶的固體和蒸餾產(chǎn)物的膠囊。核心物料進行泡沫化然后噴霧到可食用固體的外殼物料上，其中這種外殼物料將泡沫化的核心物料涂覆。
Jager等人提交的美國專利申請No.20010016220公開了一種多功能包封的營養(yǎng)成分，其由膳食纖維核心和圍繞在纖維核心周圍的生物活性物質(zhì)組成。其中生物活性物質(zhì)包括微生物類，益生菌物質(zhì)，酶，營養(yǎng)物質(zhì)，植物組分，和抗氧化劑。包封物料可以是單糖，二糖，或多糖，乳化劑，肽，蛋白質(zhì)，或益生菌物質(zhì)，或它們的組合。
轉(zhuǎn)讓給E.I.du Pont de Nemours and Company并于1997年3月6日公開的申請WO 97/07879公開了一種涂覆小固體顆粒如粉末或小顆粒物質(zhì)的設(shè)備和方法。該方法包括將一種包含涂料的液體組合物(其中液體組合物可以是溶液、料漿或熔體)計量加入一個流動限制器中，在計量加入液體組合物的同時將一股氣流注射通過流動限制器，使得在流動限制器的出口處產(chǎn)生湍流區(qū)，從而實現(xiàn)對液體組合物的霧化。在將氣體注射通過流動限制器之前對氣體進行加熱。在計量加入液體組合物和注射加熱氣流的同時向湍流區(qū)加入一種固體顆粒，使這種固體顆粒與霧化的液體組合物混合。在湍流區(qū)的這種混合使得使固體顆粒被涂料所涂覆。
E.I.du Pont de Nemours and Company的WO 97/07676公開了WO 97/07879的設(shè)備，以及該設(shè)備在涂覆農(nóng)作物保護固體顆粒的方法中的用途。涂料是水溶性的，且涂層厚度以百分比而不是厚度來計算。
申請人受讓人的共同未決的申請，其申請?zhí)枮?0/174,687，于2002年6月19日提交，代理律師案卷號為CL-1879 US NA，公開了一種利用液體涂料對最大直徑在0.5mm到20.0mm范圍內(nèi)的食物顆粒進行干燥涂覆的方法。這種涂覆的食物顆粒的濕度與沒有進行涂覆的食物顆粒的濕度基本上是一樣的。該申請中還公開了一種利用液體涂料對尺寸為0.5微米到5毫米的冷凍液體顆粒進行包封的方法。
申請人受讓人的共同未決的，目前以代理律師案卷號CL2101，CL2148，CL2149，CL2178和PTI sp1255提交的臨時申請公開了與本申請有關(guān)的主題，將其在此特別引入作為參考。
美國專利3,241,520和3,253,944公開了一種顆粒涂覆方法，其中相對較大的小丸，顆粒和微粒懸浮在空氣流中，同時使液體形式的涂料與上述顆粒進行混合。
2001年5月1日授于Cherukuri等人的美國專利No.6,224,939 B1介紹了一種形成包封的原料產(chǎn)品基質(zhì)的方法和設(shè)備。固體產(chǎn)品基質(zhì)添加劑在自由流動狀態(tài)下噴射?；|(zhì)添加劑在自由流動狀態(tài)下被一種基質(zhì)包封劑所包封。該申請中還介紹了用于傳送基質(zhì)包封劑的擠出噴嘴。
在食品工業(yè)中需要經(jīng)濟有效的方法對食物顆粒進行包封，其方式使得揮發(fā)性物質(zhì)擴散進入或脫離食物以及食物被環(huán)境氧化的可能性降到最低，因此可以更好的保留食品的香味，口味，顏色，營養(yǎng)成分，和完全的新鮮。
發(fā)明簡述本發(fā)明涉及一種使用液體包封物料來包封食物顆粒的方法，該方法包括以下步驟
(a)將液體包封物料計量加入一個流動限制器中；(b)在步驟(a)進行的同時將一股氣流注射通過該流動限制器；從而(i)將液體包封物料霧化，和(ii)產(chǎn)生該氣流與霧化的液體包封物料的湍流，其中任選加熱氣流；和(c)在步驟(a)和(b)進行的同時將一種食物顆粒加入湍流區(qū)，其中食物顆粒與霧化的液體包封物料混合，從而得到一種包封的食物顆粒。
在第二個實施方案中，本發(fā)明的方法進一步包括重復(fù)步驟(a)-(c)至少一次，其中液體包封材料是相同或不同的。
本發(fā)明的方法可以用于包封很多形式的食物顆粒，包括咖啡末，調(diào)味劑，食物成分，粉狀奶制品，粉狀湯產(chǎn)品，粉狀小吃食物，粉狀飲料混料，粉狀健康有益補充劑，烘烤食品，和惰性食品添加劑。
本發(fā)明的方法可以使用多種形式的包封材料來實施，其中包封材料包括甜味劑，食品調(diào)味料或增強劑，食用色素，食品香味劑，抗結(jié)塊劑，保濕劑，抗菌劑，抗氧化劑，表面改性劑，濕氣阻隔劑，貯存期延長劑，口味保持劑，營養(yǎng)補充劑，糖，蛋白質(zhì)，類脂，或礦物質(zhì)。
同樣令人感興趣的是通過本發(fā)明的至少一種方法制備的包封的食物顆粒。
附圖簡述

圖1為本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)備的一部分的示意圖。
圖2為圖1中所示設(shè)備部分的局部剖面截面圖。
圖3為優(yōu)選設(shè)備的另一種構(gòu)造。
發(fā)明詳述本申請中所提到的所有專利，專利申請，和公開的文件都在此完整的引入作為參考。
在本申請公開的內(nèi)容中，將要使用許多的術(shù)語。
在這里所使用的術(shù)語“食物顆粒”是指任何顆粒形式的可食性，或者一般認為安全的(“GRAS”)惰性食品添加劑。食物顆粒還包括不但是完全由食物組成的顆粒，還包括涂覆食物或食物成分的惰性顆?；蚍鞘澄镱w粒，或者是涂覆惰性或非食物成分的食物顆粒。例如，便宜的食物顆粒，或便宜的一般認為安全的非食物顆粒，它們可以使用本發(fā)明的方法用一種較貴的食物成分進行涂覆，然后進行包封，以便作為一種便利和經(jīng)濟的方法向市場提供這些較貴的食物成分。其一個實例包括將較貴的香料涂覆在便宜的顆粒上，并進行包封，從而產(chǎn)生一種最終的帶香味顆粒，這種顆粒具有完全由香料組成的顆粒的口味特性。進一步包括由若干常用于商品顆粒的方法，例如噴霧干燥的乳液制備得到的食物顆粒?？梢栽O(shè)想，例如將一種乳液形式的調(diào)味油噴霧干燥成顆粒的形式，其中這種噴霧干燥的顆粒就是本發(fā)明的適用食物顆粒。進一步，例如，可以將乳液形式的調(diào)味油通過擠出方法制成顆粒，其中這些顆粒也可以作為適合的食物顆粒利用本發(fā)明的方法進行包封。
在這里所使用的術(shù)語“涂覆”是指，在一定程度上，至少一種液體涂料粘附、吸附、負載和/或混入顆粒上和/或中。該涂層可以是任何厚度，其不必是均勻的，也不必覆蓋顆粒的全部表面。在這里所使用的術(shù)語“干燥涂覆”是指這樣的涂覆方法，其中待涂覆的顆粒以其干燥形式被涂覆，該方法不需要在涂覆之前將顆粒分散于連續(xù)液相中，在該方法結(jié)束時，相對于未涂覆的形式而言，顆粒的濕含量沒有顯著增加。本文中所用的術(shù)語“涂覆”和“干燥涂覆”可互換使用。如本文中所用，術(shù)語涂覆并不一定意味著涂覆的顆粒已通過涂覆而避免揮發(fā)性材料發(fā)生氧化或擴散。
在這里所使用的術(shù)語“負載”是指本發(fā)明中利用一種液體厚厚地涂覆顆粒的過程，從而使得負載液體將在最終的負載后的顆粒組合物中占有很大的百分比。
在這里所使用的術(shù)語“包封”是指涂覆固體顆粒從而使涂層至少在一定程度上將該顆粒包圍起來的過程，其方式阻止了揮發(fā)性物質(zhì)擴散通過包封材料，丙阻止了包封的顆粒的氧化。另外，包封的產(chǎn)品的在濕含量與沒有包封的起始顆?；旧鲜且粯拥?。揮發(fā)性物質(zhì)包括，例如，可能從大氣擴散到食物顆粒中的水汽，或者可能擴散出食物顆粒的來自食物顆粒的水汽。在任意一種情況下，食物顆粒的新鮮度都有可能由于這種擴散作用而被破壞。其它的揮發(fā)性物質(zhì)例如香味或調(diào)味料都可以通過包封層而抑制其擴散出食品或調(diào)味料顆粒；另外，可以通過該包封層而抑制可能導(dǎo)致食物顆粒氧化并損害其質(zhì)量的氧化性揮發(fā)性物質(zhì)，以及可能導(dǎo)致食物顆粒產(chǎn)生“異味”的大氣中的揮發(fā)性物質(zhì)擴散到食物顆粒內(nèi)部。
在這里所使用的術(shù)語“抑制的”或“抑制”是指測量值下降或減少，而不必是完全消除或為零。
在這里所使用的術(shù)語“濕含量”是指在進行包封或涂覆之前或之后存在于食物顆粒中的濕氣，例如水或溶劑的含量。
在這里所使用的術(shù)語“氧化”是指元素的原子失去電子從而使該元素的化合價相應(yīng)增大，導(dǎo)致脂溶性維生素的破壞、天然色素的喪失、香味和風(fēng)味的減少或改變、以及毒性代謝物的產(chǎn)生。
在這里所使用的術(shù)語“尺寸”是指將被包封的顆粒的最大直徑和最大軸長。
在這里所使用的術(shù)語“揮發(fā)物”是指在相對低溫下容易汽化的化合物或材料?！皳]發(fā)物”可以是，例如，食品內(nèi)的香味揮發(fā)物、環(huán)境中可擴散入食品并能引起“怪異”口味或氣味的揮發(fā)物、以及氣態(tài)形式的水分。
本發(fā)明涉及一種使用液體包封物料來包封食物顆粒的方法，該方法包括以下步驟(a)將液體包封物料計量加入一個流動限制器中；(b)在步驟(a)進行的同時將一股氣流注射通過該流動限制器；從而(i)將液體包封物料霧化，和(ii)產(chǎn)生該氣流與霧化的液體包封物料的湍流，其中任選加熱氣流；和(c)在步驟(a)和(b)進行的同時將一種食物顆粒加入湍流區(qū)，其中食物顆粒與霧化的液體包封物料混合，從而得到一種包封的食物顆粒。
因此，所請求保護的方法與流化床方法不同，在流化床方法中待涂覆的顆粒需要在流化床中進行再循環(huán)，以確保其在處理容器中具有延長的停留時間，從而得到充足的涂覆。實際上，本發(fā)明的方法可以被認為是一種基本上“一次通過”的方法，其在進行包封的區(qū)域的停留時間非常短。
在另一個方面，上述方法進一步包括重復(fù)步驟(a)-(c)至少一次，其中液體包封材料是相同或不同的。
在另一個實施方案中，待包封的食物顆粒可以在液體包封組合物中直接加入流動限制器，其中食物顆粒將和包封材料一起作為一種單一進料組合物進入湍流區(qū)。在湍流區(qū)中液體被霧化，因此對食物顆粒進行包封。這個實施方案中假設(shè)食物顆粒在浸到液體包封物料中時是不溶的或者其性質(zhì)不被破壞。在該實施方案中，顆粒從外部加料斗的常規(guī)入口點將被密封起來。
進一步，包封的顆?？梢酝扛踩我鈹?shù)量的材料，而不需要對包封的顆粒進行第二次(或附加的)包封。參見例如共同未決的共同擁有的代理律師案卷號為CL 1879的于2002年6月19日提交的申請，其中公開了對谷物顆粒的包封；或者，共同擁有的目前以代理律師案卷號CL 2101，2148和2149提交的臨時申請，其介紹了對大豆產(chǎn)品，多不飽和脂肪酸(PUFA)和其它物料的涂覆和包封。因此，例如，食物顆?？梢允褂眠B續(xù)的包封物料進行包封，或者可以進一步使用例如蔗糖和脂肪，明膠和脂肪，明膠和蔗糖，蠟和蔗糖，脂肪和其它甜味劑，脂肪和鹽，和其它風(fēng)味劑的組合進行包封，因此在制備的食物顆粒產(chǎn)品中實現(xiàn)揮發(fā)物保護劑和包封材料的特定結(jié)合，從而實現(xiàn)所需的顏色，味道，香味等。當(dāng)使用多重包封和涂層實施本發(fā)明的方法時，可以產(chǎn)生特殊定制的顆粒，因為每一層包封或涂層都具有保留其原始完整性和功能的能力，因為這施用于干燥食物顆粒上的后續(xù)層發(fā)生“混合”最少。
另外，食物顆?？梢允褂猛环N液體包封物料進一步進行多次包封，以使所請求保護的方法產(chǎn)生的食物顆粒具有特定控制厚度的包封物料，從而達到抑制擴散和保護顆粒的所需程度。使用同一種液體包封物料進行多次包封的食物顆?？梢允褂眠B續(xù)循環(huán)方法，或者間歇方法進行包封。同樣也可以通過使用第一設(shè)備流出的產(chǎn)物作為第二設(shè)備的進料，以連續(xù)方法為食物顆粒提供多層包封。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在所請求保護的方法中待包封的食物顆粒可以含有預(yù)先施加的涂層。
本發(fā)明方法具有若干好處。申請人相信，本發(fā)明方法與已有的食品包封操作方法相比成本更低，已有的方法一般依賴于噴霧干燥、噴霧冷卻、擠出、流化床或凝聚方法。此外，在一個特別重要的方面，本發(fā)明方法具有可作為間歇方法連續(xù)操作的靈活性，批量和批次進行時間均易于改變。整體顆粒質(zhì)量比傳統(tǒng)技術(shù)得以改善，因為這是一種包封方法，其中在食物顆粒通過本發(fā)明設(shè)備的同時，發(fā)生液體涂布和干燥步驟。因此減少了液體在顆粒上的保留時間，從而減少了被微生物污染的可能性。由于用本方法包封的食物顆粒被觀察到在加工期間保留了它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)完整性和粒徑，因而整體顆粒質(zhì)量也得以改善。重要的是，產(chǎn)生食品的香味，風(fēng)味，和原始濕度的揮發(fā)物通過該包封方法得到了顯著的保護，并且有效地抑制了環(huán)境中不需要的揮發(fā)物擴散到食物顆粒中。進一步，食物顆粒被顯著保護，防止可以造成食品質(zhì)量變壞的環(huán)境氧化過程。
本發(fā)明設(shè)備和方法的操作中的固有靈活性導(dǎo)致了高質(zhì)量的包封食物顆粒的產(chǎn)生，其具有精心控制和獨特的特性。例如，包封液體的濃度值、固體顆粒進料和液體包封進料的流速、液體進料與固體進料的比例、氣流的溫度和速度都可以容易地被改變，以便產(chǎn)生這種具有特定所需特性的包封顆粒。
任何食物顆粒都可以使用本發(fā)明的方法進行包封。這種顆粒的例子包括但是不限于，全部由食物或調(diào)味料組成的顆粒，例如咖啡末，調(diào)味劑，食物成分，粉狀奶制品，粉狀湯產(chǎn)品，粉狀小吃食品，粉狀飲料混合物，粉狀健康有益補充劑或烘烤食品。另外，本發(fā)明的方法還可以用于包封使用本發(fā)明的方法用食物或調(diào)味料涂覆或負載了核心食物或非食物顆粒而形成的食物顆粒。另外，本發(fā)明的方法還可以用于包封使用本領(lǐng)域所公知的其他顆粒涂覆或包封方法進行了涂覆或負載的食物顆粒。例如，核心顆?？梢允鞘澄镱w粒，如香料顆?；蛘{(diào)味鹽顆粒，例如，其在通過本發(fā)明的方法進行包封前已經(jīng)分別被另外一種液體或固體食物或調(diào)味料進行了涂覆；或者作為另一選擇，這種顆?？捎煞鞘澄镂锪辖M成，例如硅土或二氧化鈦，其在通過本發(fā)明的方法進行包封前已經(jīng)用液體食物或調(diào)味料進行了涂覆，此時這種核心非食物顆粒應(yīng)對該包封食物顆粒的預(yù)定市場的人類或動物的消化是安全的。
咖啡末是通過碾碎咖啡豆得到的粉狀的或粒狀的顆粒。
調(diào)味劑包括但是不限于，芳香化合物，精油和/或天然提取物的組合，而且進一步包括甜味劑(天然和合成的)，調(diào)味品和香料。
食物成分包括但是不限于，酸，堿，緩沖液，類脂，酶，微生物，抗氧化劑，防腐劑，色素和染料，抗結(jié)塊劑，精油，礦物質(zhì)，氨基酸，肽和維生素。
粉狀奶制品包括但是不限于，奶粉，干酪粉，奶油粉，酪蛋白粉，乳糖粉，酸奶粉，粉狀蛋制品和乳清粉。
粉狀湯產(chǎn)品是通過任意的干燥步驟得到的干燥的湯產(chǎn)品，其中干燥的湯產(chǎn)品可以通過加入水而進行還原。
粉狀小吃食品包括上面和下面所述的任何用于正餐的食物或正餐之間的食物。
粉狀飲料混合物包括但是不限于，速溶咖啡，可可粉，茶粉，粉狀果汁飲料，嬰兒配方奶粉和粉狀非奶的乳脂替代品。
粉狀的健康有益補充劑包括但是不限于，蛋白質(zhì)產(chǎn)品，維生素補充劑，纖維補充劑，礦物質(zhì)補充劑，膳食補充劑和草藥粉。
烘烤食品包括但是不限于，玉米淀粉，小蘇打，發(fā)酵粉，烘焙酵母，干燥的蛋糕混料，巧克力粉，果汁粉和蔬菜粉。
在通過本發(fā)明方法進行包封之前，可以用食物或調(diào)味料進行負載或涂覆的適合的核心食物或非食物顆粒包括，例如硅土，二氧化鈦，纖維素面粉等。
適宜的液體包封物料或涂料包括可以用于任何食品應(yīng)用的物質(zhì)，如任何食品，營養(yǎng)補充劑，飲料，嬰兒配方奶粉等。適用于人類消費的應(yīng)用通常應(yīng)該使用那些一般認為安全的(“GRAS”)物質(zhì)。如果預(yù)期應(yīng)用是混入寵物食品或動物飼料中，則其他液體包封物料或涂料可能是合適的。舉例而言，一些被認為GRAS的材料包括但不限于下述多糖/水凝膠，比如淀粉、瓊脂/瓊脂糖、果膠/聚果膠酸酯、角叉膠和其他膠；蛋白質(zhì)，比如明膠、酪蛋白、玉米蛋白、大豆或清蛋白；脂肪和脂肪酸，比如甘油一酯、二酯和三酯、月桂酸、癸酸、棕櫚酸和硬脂酸以及它們的鹽；纖維素衍生物；親水性和親脂性蠟，比如蟲膠、聚乙二醇、巴西棕櫚蠟或蜂蠟；糖衍生物等。
這種液體包封物料或涂料的實例包括但不限于甜味劑、食品調(diào)味劑或增強劑、食用色素、食品芳香劑、抗結(jié)塊劑、潤濕劑、抗微生物劑、抗氧化劑、表面改性劑、碳水化合物、蛋白質(zhì)、類脂、礦物質(zhì)或營養(yǎng)增補劑。
甜味劑的實例包括但不限于糖替代品，比如糖精、環(huán)己基氨基磺酸鹽、莫奈林、索馬甜、仙矛蛋甜、奇異果素、甜菊苷、葉甜素、甘草甜素、硝基苯胺、二氫查爾酮、甘素、suosan、胍、肟、雙氧啞嗪(oxathiazinone)、阿斯巴甜、阿力甜等。也可以是單糖或寡糖。單糖的實例包括但不限于半乳糖、果糖、葡萄糖、山梨糖、瓊脂糖(agatose)、塔格糖和木糖。作為寡糖，可提到蔗糖、乳糖、乳果糖、麥芽糖、異麥芽糖、maltulose、蔗糖精(saccharose)和海藻糖。其他也可以使用的甜味劑包括但不限于高果糖玉米糖漿。
食品調(diào)味劑或增強劑的實例包括但不限于谷氨酸一鈉、麥芽酚、5’-單核苷酸，比如肌苷，等等。
使用色素的實例包括但不限于酒石黃、核黃素、姜黃素、玉米黃質(zhì)、β-胡蘿卜素、紅木素、番茄紅素、角黃素、蝦青素、β-阿樸-8’-胡蘿卜素醛、酸性紅、莧菜紅、麗春紅4R(E124)、胭脂紅(E120)、花色素、赤蘚紅、Red 2G、靛藍胭脂紅(E132)、專利藍V(E131)，亮藍、葉綠素、葉綠素銅絡(luò)合物、Green S(E142)、Black BN(E151)等。
食品芳香劑的實例包括但不限于羰基化合物、吡喃酮、呋喃酮、硫醇、硫醚、二或三硫化物、噻吩、噻唑、吡咯、吡啶、吡嗪、酚、醇、烴、酯、內(nèi)酯、萜、揮發(fā)性硫化合物等。
抗結(jié)塊劑的實例包括但不限于鈉、鉀、鈣的六氰合鐵(II)酸鹽、硅酸鈣，硅酸鎂，磷酸三鈣，碳酸鎂等。
潤濕劑的實例包括但不限于，1，2-丙二醇、甘油、甘露醇、山梨糖醇等。
抗微生物劑的實例包括但不限于，安息香酸、PHB酯、山梨酸、丙酸、乙酸、亞硫酸鈉和焦亞硫酸鈉、焦碳酸二乙酯、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、亞硝酸鹽、硝酸鹽、抗生素、聯(lián)苯、鄰苯基苯酚、噻苯咪唑等。
抗氧化劑的實例包括但不限于生育酚、2，6-二叔丁基對甲酚(BHT)、叔丁基-4-羥基茴香醚(BHA)、沒食子酸丙酯、沒食子酸辛酯、沒食子酸十二酯、乙氧喹、抗壞血酸棕櫚酸酯、抗壞血酸等。
表面改性劑的實例包括但不限于單、二甘油酯和衍生物，糖酯，脫水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐酯、硬脂酰-2-乳酸鹽等。
營養(yǎng)增補劑的實例包括但不限于，由脂溶性維生素組和水溶性維生素組構(gòu)成的維生素組等，所述脂溶性維生素組由維生素A(vit A)、鈣化醇(vit D)、生育酚(vit E)、維生素K1(vit K1)所組成，水溶性維生素組由硫胺素(vit B1)、核黃素(vit B2)、吡哆醇(vit B6)、煙酰胺(煙酸)、泛酸、生物素、葉酸、氰鈷胺素(vit B12)、抗壞血酸(vit C)、多不飽和脂肪酸(PUFA)所組成。
其他可使用的碳水化合物包括多糖，比如瓊脂、海藻酸鹽、角叉膠、紅藻膠、阿拉伯膠、印度膠、黃蓍膠、刺梧桐樹膠、瓜爾膠、刺槐豆膠、羅望子粉、阿拉伯半乳聚糖、果膠、淀粉、改性淀粉、糊精、纖維素、纖維素衍生物、半纖維素、黃原膠、硬葡聚糖、葡聚糖、聚乙烯基吡咯烷酮等。
類脂的實例包括但不限于，飽和以及不飽和脂肪酸，單和二酰甘油、三酰甘油、磷脂、糖脂、磷脂酰衍生物、甘油糖脂、鞘脂、脂蛋白、二醇類脂、蠟、角質(zhì)等。
礦物質(zhì)的實例包括但不限于下述物質(zhì)的鹽鈉、鉀、鎂、鈣、氯、磷、鐵、銅、鋅、錳、鈷、釩、鉻、硒、鉬、鎳、硼、二氧化硅、硅、氟、碘、砷等。
GRAS包封物料的其它例子包括但是不限于，甜味劑溶液例如蔗糖或麥芽葡萄糖；蛋白質(zhì)溶液例如玉米蛋白，干酪素，明膠，大豆蛋白，乳清蛋白；脂肪溶液例如氫化大豆油；或者無機礦物質(zhì)溶液例如氯化鈉，或物質(zhì)的漿液例如水中的二氧化鈦。
其它的包封材料包括但是不限于，濕氣阻隔劑，貯存期延長劑，風(fēng)味保留劑。
在另一方面，本發(fā)明涉及任何由本發(fā)明的方法制備的包封的食物顆粒。
用于實施本發(fā)明方法的優(yōu)選設(shè)備大體上描述于共同擁有的PCT申請WO 97/07879中，其在前面已經(jīng)進行了論述。本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)備大體上在圖1和圖2中表示為10。
現(xiàn)在介紹圖1和圖2圖1和2中12所示為第一室。流動限制器14位于第一室的一端。如圖1和2所示，流動限制器一般位于第一室的下游端。流動限制器14具有出口端14a，如圖2中詳細所示。盡管流動限制器表示成與第一室不同的部件，但是如果需要，它們可以形成一體。本發(fā)明的流動限制器可以具有各種結(jié)構(gòu)，只要它能限制流動，從而使經(jīng)過它的流體的壓力增加。典型地，本發(fā)明的流動限制器是噴嘴。
如圖1和2所示，第一或液體入口管16與第一室流體連通，用于將液體組合物計量加入該室中。液體入口管16將液體組合物通過流動限制器14出口計量加入第一室12中，當(dāng)沿著其軸長觀察時，該出口優(yōu)選位于流動限制器14的中心。液體組合物經(jīng)液體入口管16，通過計量泵18從裝有該液體組合物的儲存容器20中計量添加，如圖1所示。
液體組合物可以是一種用作包封物料的材料溶解于液體中形成的溶液，或漿液或乳液，其中一種用作包封物料的材料不溶于液體中。另一選擇，液體組合物可以是熔體，其被作用包封物料。熔體指的是任何處于或高于其熔點但又低于其沸點的溫度下的物質(zhì)。在任何這些情況中，液體組合物可包含除包封物料之外的組分。應(yīng)該指出，當(dāng)液體組合物為熔體時，儲存容器20必須被加熱到液體組合物熔融溫度以上的溫度，以便保持液體組合物處于熔化形式。
如圖1和2所示，第二或氣體入口管22與第一室流體連通。一般而言，氣體入口管應(yīng)與流動限制器上游的第一室流體連通。氣體入口管22將第一氣流噴射通過流動限制器，從而產(chǎn)生氣流的湍流。湍流使液體組合物經(jīng)受剪切力，從而將液體組合物霧化。
第一氣流應(yīng)該在進入流動限制器之前具有足以將氣體加速到至少為音速一半或更高的滯止壓力，以確保在流動限制器的出口處形成足夠強度的湍流區(qū)。對于特定氣體例如空氣或氮氣而言，音速將取決于氣流的溫度。這由音速C的等式表示
其中k＝氣體的熱容比g＝重力加速度R＝普適氣體常數(shù)T＝氣體的絕對溫度因此，第一氣流的加速取決于氣流的溫度。
如上所述，加壓氣體引起了液體組合物的霧化。在液體入口管中的液體組合物壓力只需要足以克服氣流的系統(tǒng)壓力。優(yōu)選的是，在湍流區(qū)之前液體入口管具有延長的軸長。如果液體入口管過短，則流動限制器被堵塞。
位于第二入口管和流動限制器上游的裝置也可以用于在注射通過流動限制器之前任選地加熱第一氣流。優(yōu)選地，加熱裝置包括加熱器24，如圖1所示。另一選擇，加熱裝置可以包括熱交換器、電阻加熱器、電加熱器或任何類型的加熱裝置。加熱器24位于第二入口管22中。圖1所示的泵26將第一氣流輸送通過加熱器24，并送入第一室12。當(dāng)熔體用作包封物料時，氣流應(yīng)被加熱到大約該熔體熔點的溫度，以便確保熔體處于液體(即熔體)狀態(tài)。當(dāng)使用熔體時，向在噴射之前提供熔體的第一入口管提供輔助加熱，從而防止管線堵塞，這也是有利的。
可以使用料斗28，如圖1和2所示。料斗28將顆粒引入湍流區(qū)。優(yōu)選的是，流動限制器的出口端位于料斗之下的第一室中、并在料斗的中心線上。這用來確保顆粒直接被引入湍流區(qū)。這是重要的，因為如上所述，湍流使液體組合物經(jīng)受剪切力，從而使液體組合物霧化。通過提供最容易將顆粒進料的構(gòu)造，這也增加了可操作性。另外，剪切力將霧化的液體組合物分散并與顆粒混合，這使得顆粒在湍流中被包封。料斗28可以從儲存容器30直接進料，如圖1的箭頭29所示。本發(fā)明的料斗可包括計量裝置，用于將與液體進料成特定比例的顆粒從入口管16精確地計量加入湍流區(qū)。這種計量加入確立了顆粒上的包封程度。典型地，本發(fā)明的料斗與大氣相通。當(dāng)使用熔體時，優(yōu)選的是顆粒處于環(huán)境溫度，因為這有利于開始時處于更高溫度的熔體在湍流區(qū)包封顆粒之后固化該熔體。
環(huán)繞第一室的第二室32如圖1和2所示。另外，第二室包圍著霧化的包封液體與食物顆粒的湍流區(qū)域，在本文中也稱為湍流區(qū)。第二室32有入口34，用于將任選的第二氣流引入第二室。第二室的入口優(yōu)選位于第二室32的上游端或附近。第二室32的出口與收集容器相連，如圖1所示的36。第二氣流用來減小在湍流區(qū)再循環(huán)的傾向，以及將包封的顆粒冷卻并送往收集容器，如圖2的箭頭31所示。特別是，當(dāng)使用溶液或漿液時，溶液或漿液的固體在湍流區(qū)和容器之間冷卻，使得在顆粒到達容器時，在顆粒上形成含有溶液或漿液的固體的涂層。當(dāng)使用熔體時，液體組合物在湍流區(qū)冷卻，使得在顆粒到達容器時，在顆粒上形成含有熔體的固體的涂層。第一氣流以及第二氣流通過收集容器36頂部排出。
對于圖1和2所示的構(gòu)造，入口34可以與鼓風(fēng)機(沒有顯示)相連，其將第二氣流供應(yīng)到第二室。然而，鼓風(fēng)機和第二室32可以省略，第一氣流可以用來冷卻顆粒并將它們送到容器36。在這種情況下，來自溶液或漿液或熔體的固體在湍流區(qū)和收集容器之間的空氣中冷卻并在顆粒上固化，包封的顆粒落入收集容器36中。
優(yōu)選的是，湍流區(qū)的軸長為第二室直徑的大約10倍。這使得流動限制器出口的壓力得以最小化。如圖1和2所示，在流動限制器出口附近顆粒被進料到第二室32中，所述出口優(yōu)選位于料斗的中心線上。如果出口的壓力過大，則顆粒將回流到料斗中。
當(dāng)使用時，第二氣流的壓力優(yōu)選足以幫助將包封的顆粒從湍流區(qū)輸送到收集區(qū)，但是應(yīng)低于第一氣流的壓力。這是因為在第一氣流和第二氣流之間的高相對速度差會產(chǎn)生足夠程度的湍流來對顆粒進行包封。
應(yīng)該指出，本發(fā)明方法可以通過圖1、2和3所示的設(shè)備進行實施，但應(yīng)該理解，本發(fā)明方法不限于所示的設(shè)備。如上所述，所述方法是一步法，其中待包封的材料被進料到設(shè)備中、進行包封、并且進行收集，而不需要從液體中分離和/或過濾固體。而且應(yīng)該指出，雖然本發(fā)明方法進行一次或一個循環(huán)就足以包封顆粒，但是可能希望進行一次以上，從而將額外的包封物料粘附于顆粒，這取決于所需的包封厚度。
優(yōu)選的方法包括將液體組合物計量加入流動限制器的步驟，例如圖1和2所示的流動限制器14；在將液體組合物計量加入流動限制器的同時將一股氣流從氣體入口管(比如圖1和2中所示的22)注射通過該流動限制器，從而產(chǎn)生湍流區(qū)域，在本文中也稱為湍流區(qū)；以及在計量加入液體組合物和注射氣流的同時向湍流區(qū)加入一種固體顆粒。
氣流在噴射通過流動限制器之前優(yōu)選對其進行控制?？梢酝ㄟ^加熱器，比如圖1所示的加熱器24來對氣流進行加熱。如上所述，當(dāng)液體組合物是溶液或漿液時，氣流被加熱到足以將溶液或漿液的液體汽化，并剩下溶液或漿液殘留物的固體的溫度。當(dāng)液體組合物是熔體時，氣流應(yīng)加熱到大約為液體組合物熔融溫度的溫度，以便使液體組合物，特別是熔體保持液體(即熔體)形式。當(dāng)使用熔體時，如果向在噴射之前提供熔體的第一入口管提供輔助加熱，從而防止管線的堵塞，這是有利的。
在湍流區(qū)發(fā)生混合并用包封物料包封了顆粒。優(yōu)選對顆粒進行計量，以控制湍流區(qū)內(nèi)顆粒和液體的比值。這決定了在顆粒上的包封程度。當(dāng)使用溶液或者漿液時，來自加熱氣流的熱量使溶液或者漿液的液體蒸發(fā)，留下溶液或者漿液殘留物的固體用于包封顆粒。在湍流區(qū)的混合使得顆粒被溶液或者漿液殘留物中的固體包封。當(dāng)使用熔體時，在湍流區(qū)的混合使得顆粒被熔體包封。
如上所述，湍流區(qū)通過將氣體在高壓下噴射通過流動限制器而形成。
顆粒在湍流區(qū)的停留時間由第一室的幾何結(jié)構(gòu)和從氣體入口管噴入的氣體量所決定。顆粒在湍流區(qū)的平均停留時間優(yōu)選小于250毫秒。更優(yōu)選的是，顆粒在湍流區(qū)的停留時間為25-250毫秒。由于湍流區(qū)的作用，可實現(xiàn)短的停留時間。短停留時間使得本發(fā)明比常規(guī)包封方法更具優(yōu)勢，因為時間減少并由此使得固體包封的成本降低。而且，與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，本發(fā)明可以對非常小尺寸的顆粒進行包封。典型地，顆粒從料斗進料，比如圖1和2中所示的料斗28，其與大氣相通。如上所述，當(dāng)液體組合物為熔體時，優(yōu)選顆粒處于環(huán)境溫度，因為這將有利于在湍流區(qū)中熔體(其開始處于更高溫度)涂布顆粒之后熔體的固化。
本發(fā)明方法可進一步包括將另一氣流加入湍流區(qū)上游的步驟，以便冷卻和輸送包封的顆粒。所述另一氣流通過室(例如圖1和2所示的第二室32)來加入。如上所述，第二氣流的壓力必須足以幫助將包封的顆粒從湍流區(qū)輸送到收集容器，但是應(yīng)低于第一氣流的壓力，以便實現(xiàn)包封。當(dāng)使用溶液或漿液時，溶液或漿液的固體在湍流區(qū)和收集容器間的第二室(比如上述收集區(qū)36)冷卻并固化在顆粒上。當(dāng)使用熔體時，熔體在湍流區(qū)和收集容器間的第二室中冷卻并固化在顆粒上。當(dāng)不包括第二室時，固體或熔體在湍流區(qū)和收集容器之間的氣氛中冷卻并固化在顆粒上，包封的顆粒落入容器中。
包封物料性質(zhì)上是液體，可以是單一或多元化學(xué)組合物。因此，它們可以是純液體、溶液、懸浮液、乳液、熔融的聚合物、樹脂等。這些材料通常具有1-2000厘泊的粘度。所應(yīng)用的包封性質(zhì)上可以是親水的、疏水的或兩性的，這取決于它們的化學(xué)組成。當(dāng)應(yīng)用不止一個包封時，其可以是粘附于先前包封層上的另一個殼，也可以是在待包封材料表面上的個體顆粒。這些材料也可以是活性的，因而它們引起其所包封的材料粘度增加或變成固體或半固體材料。為了使在所選擇材料上形成的包封在上面所述的范圍內(nèi)，包封物料應(yīng)能被分子級地分散，從而使包封由分子水平生長。
圖1、2和3中所示的設(shè)備可用于多種方法。一種這樣的方法是對玉米糖漿顆粒用甜味劑、調(diào)味料、色素等進行涂布。在這種方法中，食物顆粒進入設(shè)備，并且用來包封食物顆粒的材料被進料到設(shè)備，通過料斗進入高剪切/湍流區(qū)中。所得霧化的包封物料包封了食物顆粒的表面，并氣動地通過設(shè)備。該方法的溫度比溶劑在方法操作下的沸點高至少5℃，從而使得包封混合物中的揮發(fā)性物質(zhì)(例如水)在毫秒時間范圍內(nèi)揮發(fā)。然后，包封的玉米糖漿固體以基本上干燥的狀態(tài)被輸送出設(shè)備，因而在該過程的一端到另一端期間基本上沒有凈濕度增加。
使用對流干燥方法來除去殘留的揮發(fā)物，這些揮發(fā)物來自將溶液、漿液或乳液包封在食物顆粒表面上的操作。一般地，以干燥和分散產(chǎn)品的形式從該方法中排出的包封的顆粒尺寸等于基質(zhì)加上包封厚度所得到的顆粒尺寸。該方法的設(shè)計防止了濕顆粒到達任何器壁(其可能粘附在這些器壁上)，這改善了系統(tǒng)的清潔，該設(shè)計也可包括循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)系統(tǒng)能減少任何顆粒之間或顆粒與器壁之間可能發(fā)生的粘附。該方法可以選自于許多方法，包括但不限于閃蒸干燥、氣動輸送干燥、噴霧干燥或其組合。干燥的停留時間通常小于1分鐘，優(yōu)選在毫秒時間范圍內(nèi)。
如圖3所示，圖1和2的設(shè)備可具有替代的構(gòu)造。固體經(jīng)料斗43進入設(shè)備。液體借助于位于設(shè)備頂部的液體入口管42加入，從而使液體進入高剪切/湍流區(qū)。熱氣體由噴嘴41進入室44。來自室44的產(chǎn)品進入收集器40。該構(gòu)造使得用于包封的液體變換更快，并且維護成本更低。
本發(fā)明的包封顆粒可以應(yīng)用于多個工業(yè)領(lǐng)域，但是特別適用于食品，營養(yǎng)和健康領(lǐng)域。例如，這種包封可以用于改善或保持食品中的營養(yǎng)成分；可以通過防止水汽污染或氧化作用來防止風(fēng)味的流失；防止異味吸收到包封液體中；延長貯存期和增強穩(wěn)定性；并在生產(chǎn)，儲存，或使用中的適當(dāng)時間釋放其中的食物成分。
此外，將食品，營養(yǎng)物和健康產(chǎn)品包封成顆粒形式非常有利于這些物質(zhì)的儲存，測量，和釋放。這使得對粉末狀流體的加工更便利。包裝好的干燥產(chǎn)品與具有相同含水量但處于游離或未包封狀態(tài)的產(chǎn)品相比，其水活度更低。包封的食物顆粒將具有更長的貯存期并且降低了由于微生物繁殖而導(dǎo)致食品損壞的可能性。
實施例通過下面實施例對本發(fā)明作進一步描述，這些實施例用來說明，而不能來限制本發(fā)明的范圍。
一般，開發(fā)實施例1和2來驗證這里請求保護的包封技術(shù)的效果，其中使用的“標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)味系統(tǒng)”分析是香料工業(yè)中一般認可的。這種分析方法通過測定包封的顆粒中揮發(fā)性物質(zhì)的保留情況來確定包封的效果。例如，將揮發(fā)性探針的雞尾酒合劑(例如pyrole，聯(lián)乙酰等)與玉米糖漿固體混合并進行噴霧干燥。使用本發(fā)明的包封方法利用各種材料來包封上述顆粒。在控制水活度(Aw＝0.11，0.33)的條件下進行保存后，通過氣相色譜法測試揮發(fā)性探針的釋放速度。
標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)格式如下A=lncc0---(1)]]>其中c是在特定的時間內(nèi)食物顆粒中揮發(fā)性物質(zhì)的濃度，而c0是食物顆粒樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的初始濃度。
數(shù)據(jù)以A相對于時間(通常為30-40天)的形式做圖。計算在分析時間段內(nèi)回歸的斜率并以正值表示。這以x表示，其被認為是每天增加的揮發(fā)性組分流失量的自然對數(shù)?？梢葬槍σ环N特定的揮發(fā)性探針(例如，甲醇)在其釋放后進行測量。另外，作為食物顆粒系統(tǒng)中所有揮發(fā)物的平均值來確定x以評價整體涂覆效果。雖然x是通過實驗數(shù)據(jù)確定的參數(shù)并且在特定時間段內(nèi)進行分析，但是其分析結(jié)果是
x=∫0Tdtdln(c/c0)----(2)]]>上述數(shù)據(jù)的生成形式難于理解并且也不能用于比較目的。因此，使用該數(shù)據(jù)的變化形式，基于與更簡單的無量綱項目的相關(guān)性，其更適于用來評價包封顆粒的保留效果。
Ψ的定義Ψ被定義為保留揮發(fā)性物質(zhì)的傾向性。如下計算ΨΨ=[xcontrolx-1]---(3)]]>其中，xcontrol涉及沒有涂覆的食物顆粒系統(tǒng)，或者另一選擇，其是吹掃了系統(tǒng)之后而沒有施用涂覆劑時未涂覆食物顆粒的x值。因為在特定操作條件下，一些易揮發(fā)的物質(zhì)很容易由于暴露于系統(tǒng)中的熱量而流失，因此仔細地選擇相應(yīng)的參照物是很重要的。
Ψ給出了參照物的值除以包封顆粒的比值，并在原點周圍進行歸一?；貧wx是所研究顆粒的揮發(fā)性組分流失量增加量的自然對數(shù)。
Ψ的解釋*保留揮發(fā)物的等同傾向性(相對于參照物) Ψ＝0*保留揮發(fā)物的雙倍傾向性Ψ＝1*保留揮發(fā)物的三倍傾向性Ψ＝2*加速揮發(fā)物流失-1＜Ψ＜0也就是正的Ψ表示揮發(fā)物的保留速度大于參照物負的Ψ表示揮發(fā)物從顆粒中的流失快于參照物(與包封相反，如果可能)情況1如果揮發(fā)物的流失慢于參照物(包封保留了揮發(fā)物)Ψ→∞情況2如果揮發(fā)物的流失與參照物等速Ψ→0情況3
如果揮發(fā)物的流失快于參照物Ψ→-1應(yīng)注意，該無量綱參數(shù)Ψ對于揮發(fā)物保持的增量最為敏感。因為有用的包封應(yīng)當(dāng)減慢而不是加快揮發(fā)物的釋放速度，所以這是優(yōu)選的。下面實施例1和2中提供的數(shù)據(jù)是根據(jù)這一理論基礎(chǔ)進行解釋的。
實施例1蔗糖包封的玉米糖漿固體材料和干燥方法在干燥的前一天制備25葡萄糖當(dāng)量的玉米糖漿固體(“CSS”；Maltrin M-250，Grain Processing Corp.，Muscatine，IA)的含水漿液(40％的固體)。這確保了載體的完全水合。在噴霧干燥前才將揮發(fā)物加入到水合基質(zhì)中，然后利用Greerco高剪切混合器進行均質(zhì)。所使用的揮發(fā)物和它們的初始濃度列于表1中。
表1.標(biāo)準(zhǔn)揮發(fā)物系統(tǒng)中使用的揮發(fā)物

*基于固體芳香化基質(zhì)在干燥塔中進行噴霧干燥，干燥塔的入口溫度為240℃，出口空氣溫度為88℃。這種干燥機使用壓力噴霧器(在400psi的壓力下將噴嘴69/20插入噴霧系統(tǒng)中)。
樣品的包封使用例如圖1中所示的設(shè)備對含有噴霧干燥的揮發(fā)物的CSS的樣品進行包封。該設(shè)備具有直徑32mm、長300mm的混合室32，并帶有10mm的噴嘴喉部以及6.5mm O.D.和4.8mm I.D的中心液體進料管。該設(shè)備具有單螺桿計量進料器(AccuRate)或振動進料器(Syntron)，用來計量添加固體顆粒。蠕動泵裝有6.5mm Tygon彈性管，用來計量添加液體。以1000-1300克/分鐘(g/min)的速度將含噴霧干燥的揮發(fā)物的CSS計量加入系統(tǒng)。蔗糖糖漿為95℃，并使用蠕動泵以100-170g/min的速度將其計量加入中心管。在414KPa下將氮氣供應(yīng)到噴嘴，在噴嘴中其為22℃。用氮氣將蔗糖糖漿霧化，在混合區(qū)產(chǎn)生負壓，從而引發(fā)CSS的添加，并為從CSS中蒸發(fā)掉任何殘留濕氣提供熱量。將混合/干燥的產(chǎn)品立即收集在14英寸長的輸送管下游的聚酯斜紋過濾袋中。樣品具有的蔗糖包封量相當(dāng)于包封的顆粒最終質(zhì)量的7.6％、8.0％和10.2％。
包封后，將樣品放在盤中以進行儲存研究。樣品盤是由Plexiglas(10cm×20cm×1cm)制成的，其中每盤中盛有80克CSS，其深度不超過1cm。將盤放在裝有飽和鹽溶液的魚缸中，以提供保存所希望的相對濕度。魚缸裝有約2公斤的飽和鹽溶液，以提供0.11Aw(LiCl)或0.33Aw(MgCl2)的環(huán)境。這種裝滿的魚缸在儲存的整個過程中都放在35℃的培養(yǎng)容器中。每一種粉末樣品在-29℃的條件下同樣存放在封閉的玻璃瓶中以作為對照。
樣品分析在儲存期間對選擇的樣品進行水活度分析。通過使用靜態(tài)液上氣體分析技術(shù)(Agilent Headspace Sample 7694)的氣相色譜(“GC”)分析樣品中的揮發(fā)物。操作條件如下氣相色譜操作條件氣相色譜型號5890柱子DB-wax，30m×0.25mm×0.25μm(J & W Scientific)進樣線形分流器，分流比為31∶1氣相色譜柱頭壓15psi爐40℃/6分鐘，再以15℃/分鐘加熱到200℃，維持5分鐘檢測器氫氣40ml/min；空氣450ml/min液上氣體取樣器操作條件Agilent Headspace Sampler 7694載體壓力168psi瓶壓2.8psi樣品體積1ml樣品環(huán)區(qū)域溫度爐-60℃，環(huán)-75℃，輸送線路-85℃瓶內(nèi)的平衡時間50分鐘加壓時間0.5分鐘環(huán)填充時間0.5分鐘環(huán)平衡時間0.5分鐘進樣時間1分鐘瓶參數(shù)設(shè)定高速搖動為了測試儲存過程中揮發(fā)物的保持效果，將粉末樣品(2g)用水(3g)進行還原以進行液上氣體分析。在時間零點對儲存的樣品進行分析，然后在第0，2，4，7，9，14，17，23，32，和39天對其進行分析。將每一種干燥產(chǎn)品的最初樣品存放在冷凍的條件下，以作為分析的參照物。
因為在Aw為0.11時通過擴散造成的揮發(fā)物流失非常低，因此表2中的結(jié)果著重于Aw為0.33時在儲存期間的揮發(fā)物流失。
表2顯示了當(dāng)利用單一的蔗糖涂層以7.6％和8.0％的百分比來包封CSS時，與未包封的樣品相比對揮發(fā)物流失速率具有相同作用(ψ＝0.28和0.13)。使用單一的蔗糖以10.2％的百分比對CSS進行包封時，更高程度的降低了揮發(fā)物的流失(ψ＝4.83)。
實施例2利用蔗糖對玉米糖漿固體進行的多層包封使用如圖1中所示的設(shè)備對含有揮發(fā)物的噴霧干燥的CSS的樣品進行涂覆。重復(fù)操作該設(shè)備三次。將試驗A的產(chǎn)物作為試驗B的固體進料。同樣將試驗B的產(chǎn)物作為試驗C的固體進料。這樣產(chǎn)生了經(jīng)過三次涂覆的最終產(chǎn)物。將包含噴霧干燥的揮發(fā)物的CSS計量加入到系統(tǒng)中(A＝1269.3，B＝1115.3，C＝1095.0g/min)。將溫度為22℃的84％的蔗糖水溶液利用蠕動泵以一定的速率(A＝123.5，B＝125.4，C＝107.7g/min)計量加入到中心管中。在414KPa下將氮氣供應(yīng)到噴嘴，在噴嘴中其為22℃。用氮氣將蔗糖霧化，在混合區(qū)產(chǎn)生負壓，從而引發(fā)含有揮發(fā)物的噴霧干燥的CSS的添加，并為從含有揮發(fā)物的噴霧干燥的CSS中蒸發(fā)掉任何殘留濕氣提供熱量。將涂覆的顆粒收集在過濾袋中，其為干燥的，自由流動的，分散顆粒的形式。產(chǎn)物樣品具有的蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(A＝7.6％，B＝15.6％，C＝22.0％w/w)。表2證明，用蔗糖對噴霧干燥的CSS進行多重涂覆減少了揮發(fā)物的流失(ψ＝0.15和0.76)。其中一些揮發(fā)組分的保留效果強于其他揮發(fā)組分。蔗糖保留揮發(fā)物的傾向性因揮發(fā)物的化學(xué)性質(zhì)而不同。因此，希望其它涂料具有保留特定揮發(fā)物的不同傾向性。
表2.在水活度Aw＝0.33時不同涂覆量對所有揮發(fā)物的保留揮發(fā)物的傾向性Ψ。

實施例3包封的咖啡末采用實施例1所述的步驟用高熔點的脂肪(Dritex)包封優(yōu)質(zhì)或標(biāo)準(zhǔn)的碎咖啡，但是做如下修改。優(yōu)質(zhì)碎咖啡的固體進料速率是382.5g/min，而標(biāo)準(zhǔn)的碎咖啡的固體進料速率是433.1-468.5g/min。高熔點脂肪的液體進料速率是95-190g/min。液體進料溫度是80℃。優(yōu)質(zhì)碎咖啡的高熔點脂肪包封量占最后產(chǎn)品質(zhì)量的25.0％，標(biāo)準(zhǔn)的碎咖啡的高熔點脂肪包封量占最后產(chǎn)品質(zhì)量的22.9％-40.5％。高熔點脂肪在碎咖啡顆粒周圍產(chǎn)生一種濕氣阻隔層。
濕氣阻隔層可以通過以下實驗來測定。將高熔點脂肪酸包封的咖啡(1g)在室溫下置于一燒杯水(150ml)中。部分脂肪包封的咖啡顆粒漂浮于水表面，而其他則沉入表面下。輕輕搖動燒杯，并觀察5分鐘。沒有觀察到水的顏色有巨大改變?？赏茢啵Х缺恢咀韪魧颖Ｗo起來而免受水的影響，因為溶解的咖啡將使水著色。相似地，將高熔點脂肪涂覆的咖啡顆粒在90℃加入水中。在幾秒鐘內(nèi)，咖啡顆粒分散入水中，而水呈現(xiàn)一般為溶解的咖啡的深度著色的外觀?？赏茢?，在高于脂肪阻隔層熔點(70℃)時，脂肪不能對咖啡提供免受水影響的保護。因而通過溫度引發(fā)將咖啡傳遞到水中進行溶解。
實施例4由Eudragit包封的碳酸鈣使用如圖1中所示的設(shè)備對碳酸鈣的樣品進行涂覆。重復(fù)操作該設(shè)備三次。將試驗A的產(chǎn)物作為試驗B的固體進料。同樣將試驗B的產(chǎn)物作為試驗C的固體進料。這樣產(chǎn)生了經(jīng)過三次涂覆的最終產(chǎn)物。將碳酸鈣計量加入到系統(tǒng)中(A＝572.1，B＝498.2，C＝451.4g/min)。將溫度為22℃的30％的Eudragit L30 D55(用于緩釋的丙烯酸酯聚合物)水溶液利用蠕動泵以一定的速率(A＝33.7，B＝31.7，C＝31.0g/min)計量加入到中心管中。在550KPa下將氮氣供應(yīng)到噴嘴，在噴嘴中其為(A＝85℃，B＝83℃，C＝78℃)。
將Eudragit L30 D55霧化，在混合區(qū)產(chǎn)生負壓，從而引發(fā)碳酸鈣的添加，并為從碳酸鈣中蒸發(fā)掉任何殘留濕氣提供熱量。將涂覆的顆粒收集在過濾袋中，其為干燥的，自由流動的，分散顆粒的形式。產(chǎn)物樣品具有的Eudragit L30 D55質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(A＝1.8％，B＝3.6％，C＝5.5％w/w)。
通過將涂覆的顆粒(0.7g)加入到1M HCl(150ml)中并紀(jì)錄觀察到的冒泡的程度來確定涂覆的效果。參照物碳酸鈣(未涂覆)立即并大量地冒泡。一層，兩層和三層涂覆的樣品(A，B，C)顯示出逐漸減少的冒泡現(xiàn)象，在C樣品的例子中冒泡現(xiàn)象的出現(xiàn)有一定延遲。
權(quán)利要求
1.一種使用液體包封物料來包封食物顆粒的方法，該方法包括以下步驟(a)將液體包封物料計量加入一個流動限制器中；(b)在步驟(a)進行的同時將一股氣流注射通過該流動限制器；從而(i)將液體包封物料霧化，和(ii)產(chǎn)生該氣流與霧化的液體包封物料的湍流，其中任選加熱氣流；和(c)在步驟(a)和(b)進行的同時將一種食物顆粒加入湍流區(qū)，其中食物顆粒與霧化的液體包封物料混合，從而得到一種包封的食物顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中食物顆粒選自咖啡末，調(diào)味劑，食物成分，粉狀奶制品，湯粉產(chǎn)品，粉狀小吃食物，粉狀飲料組合物，粉狀健康有益補充劑，烘烤食品，和惰性食品添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)中加入的食物顆粒包括已經(jīng)用食物或調(diào)味料進行負載或涂覆的GRAS非食物核心顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)中加入的食物顆粒包括已經(jīng)用食物或調(diào)味料進行負載或涂覆的食物顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)中加入的食物顆粒包括已經(jīng)用GRAS非食物物質(zhì)進行負載或涂覆的食物顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)中加入的食物顆粒包括調(diào)味油的噴霧干燥乳液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)中加入的食物顆粒包括調(diào)味油的擠出乳液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中液體包封材料包括甜味劑，食品調(diào)味料或增強劑，食用色素，食品香味劑，抗結(jié)塊劑，保濕劑，抗菌劑，抗氧化劑，表面改性劑，濕氣阻隔劑，貯存期延長劑，口味保持劑，營養(yǎng)補充劑，糖，蛋白質(zhì)，類脂，或礦物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括重復(fù)步驟(a)-(c)至少一次，其中液體包封材料是相同或不同的。
10.根據(jù)權(quán)利1-9任一項所述的方法制備的包封的食物顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用液體包封物料來包封固體食物顆粒的方法，該方法包括以下步驟將包封混合物(20)計量加入一個流動限制器(14)中，同時在進口(22)處將一股氣流引入該流動限制器，從而在流動限制器的出口處產(chǎn)生該氣流與霧化的液體包封物料的湍流。伴隨著包封物料和氣流的計量加入，通過料斗(28)將固體食物顆粒(30)加入到位于流動限制器(14)出口的湍流區(qū)內(nèi)，在此利用霧化的包封物料對固體食物顆粒進行包封，包封的食物顆粒抑制了環(huán)境中的揮發(fā)物擴散到食品中，同時也防止了食品的氧化。
文檔編號A23L1/00GK1674785SQ03819377
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月14日
發(fā)明者S·M·達爾茲爾, T·弗里德曼, G·A·舒爾 申請人:納幕爾杜邦公司