擠出的遞送系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種擠出的遞送系統(tǒng)。其還涉及一種制備此類擠出的遞送系統(tǒng)的方法。
【專利說(shuō)明】擠出的遞送系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及擠出的遞送系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用于制備此類擠出的遞送系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種行業(yè)中都使用了遞送系統(tǒng)或封裝系統(tǒng)以保護(hù)活性成分。例如，在食品行業(yè)中它們經(jīng)常被用來(lái)保護(hù)調(diào)味料以防止揮發(fā)性組分的損失，特別是防止(i)在將調(diào)味料摻入至食品產(chǎn)品中之前的貯存期間，(ii)在將調(diào)味料組分與其它食品成分混合期間，(iii)在食品加工期間，例如烹飪和烘焙期間，(iv)在運(yùn)輸和貯存期間和(V)在最終消費(fèi)者制備食品產(chǎn)品期間的揮發(fā)性組分的損失。
[0003]類似地，在營(yíng)養(yǎng)食品行業(yè)，它們通過(guò)在材料周圍提供氧氣屏障而經(jīng)常被用來(lái)保護(hù)對(duì)氧敏感的活性物質(zhì)，例如富含多元不飽和脂肪酸的魚油。
[0004]在香料行業(yè)中，對(duì)用于家用護(hù)理產(chǎn)品(例如織物柔順劑)的香料進(jìn)行封裝是公知的。其使香料能夠沉積到織物上而不會(huì)被降解，并且與未封裝的相比，其能夠緩慢地釋放更長(zhǎng)的一段時(shí)間。
[0005]由于在廣泛的一系列領(lǐng)域中遞送系統(tǒng)都很重要，因此存在各種不同類型的遞送系統(tǒng)并不奇怪。在本領(lǐng)域公知的不同的系統(tǒng)中，擠出法通常依賴于碳水化合物封裝(基質(zhì))材料的使用，在擠出和淬火擠出物質(zhì)以形成保護(hù)活性成分的玻璃之前，將該碳水化合物封裝材料加熱至熔融狀態(tài)并與活性成分結(jié)合。這種擠出法通常被稱為“熔體擠出”。
[0006]通過(guò)熔體擠出而形成的擠出的遞送系統(tǒng)包含用于被封裝的材料、產(chǎn)品或成分的封裝載體(基質(zhì))。在擠出過(guò)程期間經(jīng)常將該基質(zhì)材料描述為“粘稠的”或“橡膠狀的”并且在最終產(chǎn)品中被描述為“玻璃狀的”。該基質(zhì)材料在玻璃態(tài)和橡膠態(tài)之間轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度被稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(本文中稱為“Tg”)。在出版物Maltodextrin molecular weightdistribution influence on the glass transition temperature and viscosity inaqueous solutions F.Avaltroni，P.E.Bouquerand和 V.Normand，Carbohydrate Polymers，2004，Volume58，Issue3，323-334中給出了測(cè)量材料如基質(zhì)材料的Tg的方法。
[0007]本領(lǐng)域的許多專家都公認(rèn)，在玻璃態(tài)(即，低于Tg的溫度)，所有分子轉(zhuǎn)換皆已停止，并且正由此提供了對(duì)調(diào)味料揮發(fā)物的有效包埋和防止了其它化學(xué)事件(例如，氧化反應(yīng))的發(fā)生。相反地，在高于Tg的溫度，由于橡膠狀基質(zhì)使得待封裝的材料漏出，因而材料、產(chǎn)品和成分的封裝是無(wú)效的。
[0008]從而，Tg越高，在貯存時(shí)最終產(chǎn)品越穩(wěn)定。但是，已知較高的Tg需要更高難度的擠出條件，因?yàn)楸仨殞D出機(jī)中的溫度提升得更高以使混合物在擠出條件下能夠流動(dòng)并使基質(zhì)與待封裝的材料能夠密切地混合。如此高的溫度可能會(huì)有各種副作用:損失揮發(fā)性材料；基質(zhì)(封裝)成分和活性材料間產(chǎn)生不必要的反應(yīng)；以及增加的能源需求和相應(yīng)的制造成本。
[0009]在加工的早期，所述封裝載體需要有足夠的流動(dòng)性以便活性成分的液滴能夠分散于其中并且隨后轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N形狀如股或液滴。另一方面，隨后的硬化需要在合適的時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)生。通過(guò)空氣下落的顆?？赡苤挥袔酌腌姡谶@期間其必須硬化，而擠出至硬表面上的股可以給予長(zhǎng)達(dá)幾十分鐘。
[0010]伴隨著熔體擠出工藝和產(chǎn)品特有的一個(gè)問題是對(duì)于在擠出期間需要足夠低的粘度和在擠壓后需要足夠堅(jiān)實(shí)的玻璃的均衡，因?yàn)槟切┎恍枰@種熔體處理步驟的基質(zhì)不會(huì)面臨這些困難。
[0011]因此，需要提供一種具有高Tg但在擠出條件下保持簡(jiǎn)單或容易加工的擠出的遞送系統(tǒng)。
[0012]Carbohydrate research, 2010, 345(2)，303-308 中提議糖的水合物(特別是海藻糖)的結(jié)晶化能夠去除水并且由此提高通過(guò)冷凍干燥制備的包封物的Tg。在結(jié)晶化期間，所述糖吸收水并由此去除水，其為該系統(tǒng)的增塑劑，從而無(wú)定型相的Tg提高。但是，水合物的結(jié)晶化傾向于只在富水的狀況下發(fā)生。低含濕量的熔體需要加熱至更高的溫度以為結(jié)晶化提供流動(dòng)性，然后它們可以在無(wú)水形式下更容易地結(jié)晶，由此不提高Tg。根據(jù)該文獻(xiàn)，用于形成二水合海藻糖所需的水量為9.5%，并且用于形成五水合棉子糖所需的水量為
15.1%，這些百分比是基于水和固體的總重量按重量來(lái)計(jì)的。另外，該文獻(xiàn)認(rèn)為作為生物防護(hù)劑(bioprotectant)的糖(可形成水合晶體)的良好性能與降低的水含量或非晶相Tg的提高不相關(guān)。認(rèn)為后者的影響是暫時(shí)的并且要短于藥物或食品成分的預(yù)計(jì)保存期。
[0013]可以這樣的方式將奶粉噴霧干燥以促進(jìn)乳糖的結(jié)晶化(Chio et al.Drying technology, 26(1)，2008，pp.567-570)?；蛘?，在流化床中對(duì)噴霧干燥后的奶粉進(jìn)行結(jié)晶(Lianget al.Dairy Science Technology, 90 (2-3)，2010，pp.345-353)。結(jié)晶化的益處在于其產(chǎn)生更易于干燥且吸濕性更低的更富含蛋白質(zhì)或聚合物的基質(zhì)。但是這些文獻(xiàn)絲毫沒有提及封裝技術(shù)，特別是擠出。另外，乳糖不適合作為增塑劑，原因于其Tg太高(約IO(TC)。由于乳糖結(jié)晶出來(lái)，剩余的無(wú)定形組分的Tg將提高得非常少或根本不提高。
[0014]因此，本發(fā)明的目的是解決這些問題中的一個(gè)或多個(gè)。
[0015]W02010/131207公開了一種遞送系統(tǒng)，其包含麥芽糊精、海藻糖和大豆卵磷脂，但是所描述的方法暗示淬火不可避免地導(dǎo)致玻璃狀固體，與具有結(jié)晶糖的本發(fā)明的膠囊相反。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]令人驚訝地，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包含具有如下所定義的結(jié)晶性組分和非結(jié)晶性組分的封裝載體的擠出的遞送系統(tǒng)解決了以上指出的一個(gè)或多個(gè)問題。
[0017]因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種擠出的遞送系統(tǒng)，其包含:
[0018](a)封裝載體，其包含:
[0019]i)由處于無(wú)定形狀態(tài)時(shí)Tg低于30°C的材料組成的結(jié)晶性組分；和
[0020]ii)處于玻璃態(tài)的無(wú)定形組分；和
[0021](b)被封裝的液體活性成分。
[0022]本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種制備擠出的遞送系統(tǒng)的方法，包含如下步驟:
[0023](a)形成熔體，其包含(i)Tg低于30°C的晶體形成材料和(ii)玻璃形成材料；
[0024](b)將活性成分摻入到所述熔體中；[0025](c)形成熔體混合物，其包含所述活性成分于所述熔體中的乳化液、分散液、溶液或懸浮液；
[0026](d)擠出所述熔體混合物；并且
[0027](e)在能夠使至少部分所述熔體的組分(i)結(jié)晶化的條件下對(duì)該擠出的熔體進(jìn)行回火；
[0028]從而形成固體遞送系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明的擠出系統(tǒng)包含由至少一種結(jié)晶性組分與至少一種處于玻璃態(tài)的非結(jié)晶性組分形成的封裝載體。
[0030]所述結(jié)晶性組分可以是在一定條件下能夠增塑熔體并且在適合的條件下經(jīng)過(guò)回火能夠形成晶體的任何材料。優(yōu)選地，所述結(jié)晶性組分不是水。更優(yōu)選地，其選自赤蘚糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇或它們的混合物。甚至更優(yōu)選地，其為赤蘚糖醇、甘露糖醇或它們的混合物。更優(yōu)選地，其為赤蘚糖醇。
[0031]當(dāng)其處于液態(tài)時(shí)，形成結(jié)晶性組分的該材料具有能夠使其存在于其中的熔體增塑的益處，從而降低熔體的Tg和粘度并使擠出更加容易。當(dāng)在導(dǎo)致結(jié)晶化的條件下對(duì)其進(jìn)行回火時(shí)，所述增塑作用終止，并且因此終止降低載體的非結(jié)晶性組分的Tg。因此，熔體的Tg和粘度提高，這使得擠出的遞送系統(tǒng)的硬化更加容易。需要注意的是，形成組分(i)材料的結(jié)晶化永遠(yuǎn)是不完全的，并且Tg和粘度提高的程度取決于載體的形成組分(i)材料的實(shí)際結(jié)晶量。如果增加形成組分(i)材料的比例，Tg的提高和粘度的增加將更加重要。為了得到具有期望穩(wěn)定性的固體擠出的產(chǎn)品，根據(jù)所需的Tg和粘度的提高，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定形成組分(i)材料的所需的結(jié)晶度。
[0032]形成所述載體的結(jié)晶性組分的材料必須具有低于30°C的Tg，更優(yōu)選低于25°C或甚至更優(yōu)選低于20°C。在最優(yōu)選的實(shí)施方式中，此類材料具有高于20°C的熔點(diǎn)，優(yōu)選高于25°C且更優(yōu)選高于30°C，以便在室溫下其可以是結(jié)晶固體。優(yōu)選地，所述熔點(diǎn)不高于200°C，以便在加工期間其可以是液體。
[0033]另外，載體的形成結(jié)晶性組分的材料優(yōu)選可與無(wú)定形組分的混合，以便用這兩種材料能夠形成均勻的熔體。
[0034]兩種封裝組分的熔體的粘度通常低于常規(guī)擠出的系統(tǒng)的粘度，這是有利的，因?yàn)檫@使得擠出過(guò)程更加容易，特別是涉及液滴的形成。另外，有利的是其使得擠出能夠在較低的溫度下完成，這有益于封裝高揮發(fā)性化合物，如乙醛和二甲基硫化物。
[0035]非結(jié)晶性組分可以為目前在擠出的產(chǎn)品中用作玻璃基質(zhì)組分的任何材料。此類材料為水溶性玻璃形成成分，它們可與形成結(jié)晶性組分的材料混合從而形成均勻的熔體，并且它們具有高Tg。優(yōu)選地，此類非結(jié)晶性組分選自多糖(如阿拉伯樹膠、淀粉、改性淀粉、水解的淀粉(即麥芽糖糊精)、藻酸鹽、果膠、角叉菜膠)、蛋白質(zhì)(例如明膠A或B型、大豆蛋白和酪蛋白鈉)和高Tg 二糖(即Tg高于30°C的二糖，例如海藻糖、麥芽糖、蔗糖和異麥芽酮)。
[0036]所述糖類優(yōu)地包含單糖、寡糖、多糖或它們?nèi)魏胃男缘男问?。特別優(yōu)選的是寡糖，特別是麥芽糖糊精或麥芽糖糊精的混合物。商業(yè)麥芽糖糊精通常是由選定的玉米淀粉的水解來(lái)制備的。所得的麥芽糖糊精為含有少量的單糖和二糖的糖類寡聚物的復(fù)雜混合物。具有5~20的右旋糖當(dāng)量(本文稱為“DE”)的任何商業(yè)麥芽糖糊精都適合使用。但是，優(yōu)選具有10~20DE的麥芽糖糊精。最優(yōu)選的麥芽糖糊精具有的DE為16~20，因?yàn)楫?dāng)與赤蘚糖醇組合使用時(shí)，提供優(yōu)異的TG和粘度特性。本說(shuō)明書中使用的DE是指產(chǎn)品中計(jì)算為右旋糖的還原糖(干基)百分比。適合在本發(fā)明中使用的市售麥芽糖糊精包括Glucidexl9、Glucidexl2、Glucidex6 (產(chǎn)自 Roquette Freres)、Star Dri 18、Star-Dri 10、Star-Dri5 (產(chǎn)自 Tate and Lyle) 、Maltrin M180、Maltrin M150、Maltrin M100、MaltrinM040 (產(chǎn)自 Grain Processing Corporation) 、Morrexl920、 Morrexl910、Globel905 (CornProducts International)、Maldex G190、Maldex G120(產(chǎn)自 Syral)、Dry MD01918I、 DryMD01909I(產(chǎn)自Cargill)。其它商業(yè)麥芽糖糊精樣材料獲自水稻、小麥、木薯淀粉以及團(tuán)聚形式的麥芽糖糊精如 Glucidex6IT、8IT、12IT 和 19IT (產(chǎn)自 Roquette Freres) ?
[0037]替代地或附加地，可優(yōu)選地是所述糖類包含糖如單糖、二糖或三糖，但是它們需展示出如下所述的高Tg值。
[0038]但是應(yīng)當(dāng)理解的是落入根據(jù)上述任一實(shí)施方式的形成載體的結(jié)晶性組分的材料的定義的材料排除在形成無(wú)定形組分的材料的定義之外。
[0039]更優(yōu)選地，所述非結(jié)晶性組分為一種或多種氫化淀粉水解物(本文中稱為“HSH”)，該水解物具有5~100的數(shù)均聚合度DPn或800~16000Da的數(shù)均分子量Mn。
[0040]HSH包括氫化葡萄糖漿、麥芽糖醇糖漿和山梨糖醇糖漿，并且是在各種各樣的食品中發(fā)現(xiàn)的一族產(chǎn)品。HSH是通過(guò)部分水解玉米、小麥或馬鈴薯淀粉以及隨后在高溫壓力下的水解產(chǎn)物的氫化來(lái)生產(chǎn)的。通過(guò)改變水解的條件和程度，可以在所得產(chǎn)品中獲得相對(duì)出現(xiàn)的各種單糖、二糖、寡糖和多氫化糖類。
[0041]氫化的單糖、二糖、寡糖和多糖以聚合度(DP)或分子量(M)為特征。例如，氫化單糖的DP為1且M為182Da，而氫化二糖的DP為2且M為344Da。由于HSH具有分子量級(jí)分的分布，因此經(jīng)常計(jì)算適合的均值。方便的平均的格式是數(shù)均。數(shù)均聚合度DPn和數(shù)均分子量Mn可以通過(guò)常規(guī)HPLC分析或也稱為冰點(diǎn)滲透壓測(cè)定法的冰點(diǎn)降低測(cè)定法(冰點(diǎn)降低)
來(lái)測(cè)量。
[0042]為了本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)HSH可以應(yīng)用于通過(guò)氫化淀粉水解的糖產(chǎn)物而產(chǎn)生的任何多元醇。術(shù)語(yǔ)HSH更加常用于描述一大組含有可觀數(shù)量的氫化寡糖和氫化多糖的多元醇。為了本發(fā)明的目的，HSH定義為具有5~100的數(shù)均DPn的氫化淀粉水解物。更優(yōu)選地，DPn為6~60。甚至更優(yōu)選地DPn為6~40，更優(yōu)選地為6~20。該HSH可以具有800~16000Da的數(shù)均分子量Mn，更優(yōu)選1000~3500Da。
[0043]優(yōu)選地，所述非結(jié)晶性組分具有高于30°C的Tg，更優(yōu)選高于50°C，甚至更優(yōu)選高于100°C且最優(yōu)選高于150°C。這樣的非結(jié)晶性組分通常以含有少量水的干粉進(jìn)行市售，所以這種商業(yè)產(chǎn)品的Tg通常為80~150°C。具有如此高Tg的組分是有利的，因?yàn)楫?dāng)結(jié)晶性組分一旦結(jié)晶，該組分的增塑作用即停止，那么該非結(jié)晶性組分將形成具有良好穩(wěn)定性的玻璃基質(zhì)。上述的高Tg值是有利的，因?yàn)樵摲墙Y(jié)晶性組分能夠調(diào)節(jié)潛在殘留量的未結(jié)晶的形成結(jié)晶性組分的材料的增塑作用或可能存在的其它增塑劑如水的增塑作用，同時(shí)仍然形成穩(wěn)定的玻璃。
[0044]在封裝載體中，形成結(jié)晶性組分的材料的量基于該封裝材料的總干重優(yōu)選10~90重量％。因此，形成非結(jié)晶性組分的材料的量基于該封裝材料的的總干重優(yōu)選為10?90重量％。在這些范圍之外，某些缺點(diǎn)將變得明顯。例如，在更低水平的結(jié)晶性組分下，在結(jié)晶時(shí)Tg的提高顯著地降低并且當(dāng)該組分處于熔融狀態(tài)時(shí)通過(guò)降低粘度而使擠出更加容易的益處也顯著地減少。在更高水平的結(jié)晶性組分下，將導(dǎo)致封裝材料周圍的玻璃狀結(jié)構(gòu)減少或損失。所述玻璃狀結(jié)構(gòu)是高度需要的，因?yàn)樗軌蛄己帽Ａ魮]發(fā)性被封裝的材料。此夕卜，在更高水平下，擠出過(guò)程只能在高于形成結(jié)晶性組分的材料的熔點(diǎn)的較窄溫度窗口內(nèi)進(jìn)行，原因在于會(huì)發(fā)生過(guò)早結(jié)晶化的風(fēng)險(xiǎn)，即在將混合物成形為所需形式之前。
[0045]更優(yōu)選地，形成結(jié)晶性組分的材料的量為封裝材料的總干重的至少30%，甚至更優(yōu)選至少40%，最優(yōu)選至少50% ;因此，優(yōu)選形成非結(jié)晶性材料的材料的量少于封裝材料的總干重的70%，更優(yōu)選少于60%且最優(yōu)選少于50重量％。熔融封裝材料中這種最低量的晶體形成材料具有減少必要用于發(fā)生結(jié)晶化的時(shí)間的有益效果。
[0046]優(yōu)選地，形成結(jié)晶性組分的材料存在的量少于封裝材料的總干重的75重量％，因此非結(jié)晶性材料的量為封裝材料的總干重的至少25重量％。
[0047]待封裝的活性成分可以是希望封裝的單一化合物或組合物，例如調(diào)味料、香料、藥物、營(yíng)養(yǎng)保健品或其它成分。在本發(fā)明的另一方面，可以被封裝的活性成分為蛋白質(zhì)，如酶。
[0048]優(yōu)選地，活性成分為揮發(fā)性或不穩(wěn)定性調(diào)味、加香或營(yíng)養(yǎng)保健成分或組合物。
[0049]優(yōu)選地，活性成分為可溶于有機(jī)溶劑但僅非常微溶于水的疏水性液體。更特別地，根據(jù)本發(fā)明封裝的調(diào)味、加香或營(yíng)養(yǎng)保健成分或組合物優(yōu)選地特征在于Hildebrand溶解度參數(shù)小于30[MPa]1/2。事實(shí)上，大多數(shù)油狀液體的水不相容性可以通過(guò)Hildebrand溶解度參數(shù)S來(lái)表示，其一般低于25[MPa]1/2，而對(duì)于水而言同一參數(shù)是48[MPa]1/2，對(duì)于烷烴而言為15?16[MPa]1/2。該參數(shù)提供了與分子的內(nèi)聚能密度相關(guān)的有用極性標(biāo)度。為了發(fā)生自發(fā)混合，待混合的分子的δ之間的差異必須保持至最小。Handbook of SolubilityParameters (A.F.M.Barton 編，CRC 出版，Bocca Raton, 1991)給出了許多化學(xué)品的 δ 值以及推薦的用于計(jì)算復(fù)雜化學(xué)結(jié)構(gòu)的S值的基團(tuán)貢獻(xiàn)法。
[0050]本文中所使用的詞語(yǔ)“調(diào)味料或香料化合物或組合物”定義了大量天然和合成來(lái)源的調(diào)味料和香料材料。它們包括單一化合物或混合物。天然提取物也可以被封裝于擠出物中；這些其中包括例如柑橘提取物，如檸檬、甜橙、酸橙、柚子或柑橘油，或加香料精油。特別優(yōu)選的用于封裝的此類活性材料為含有不穩(wěn)定且反應(yīng)性的成分的調(diào)味料組合物，如漿果和奶制品調(diào)味料。
[0051]此類調(diào)味料和香料組分的更具體的例子可以在當(dāng)前文獻(xiàn)中找到，例如S.Arctander 的 Perfume and Flavour Chemicals, 1969，Montclair N.J.(USA) ；Fenaroli的 Handbook of Flavour Ingredients, CRC 出版或 Μ.B.Jacobs 的 Synthetic FoodAdjuncts, van Nostrand C0.，Inc.它們?yōu)榧酉恪⒄{(diào)味和/或芳香化消費(fèi)品(即給消費(fèi)品賦予氣味或口味)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
[0052]能夠被封裝于本發(fā)明的遞送系統(tǒng)的一類重要的氧敏感性活性材料是“富含多不飽和脂肪酸的油”，也稱為“富含PUFA的油”。它們包括但不限于不同來(lái)源的油，如魚或藻。這些油也能夠通過(guò)不同的方法如分子蒸餾來(lái)富集，通過(guò)該方法能夠提高選定的脂肪酸的濃度。特別優(yōu)選的用于封裝的組合物是含有多不飽和脂肪酸或其酯的營(yíng)養(yǎng)保健組合物。
[0053]用于本遞送系統(tǒng)的具體富含PUFA的油包括二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)、花生四烯酸(ARA)以及它們中至少兩種的混合物。
[0054]被封裝的成分優(yōu)選地在45 °C的溫度在I個(gè)大氣壓下為液體。
[0055]優(yōu)選地，被封裝的材料在遞送系統(tǒng)中的存在量基于該遞送系統(tǒng)的總重量為約5重
量％?約40重量％。
[0056]遞送系統(tǒng)中可以存在作為任選成分的粘度調(diào)節(jié)劑。調(diào)節(jié)粘度以助于擠出過(guò)程。其可以在擠出工藝之前或之中的任何時(shí)間加入到活性成分中。適合的粘度調(diào)節(jié)劑的例子包括乙基纖維素(如來(lái)自Dow Chemicals的Ethocel)、疏水性二氧化娃、娃油、高粘度甘油三酯、有機(jī)粘土、油溶性聚合物、高粘度礦物油(如鏈烷烴和環(huán)烷的液態(tài)烴)、發(fā)煙硫酸處理和加氫礦物油、凡士林、微晶臘和石臘。優(yōu)選地，其選自乙基纖維素(如來(lái)自Dow Chemicals的Ethocel)、疏水性二氧化硅和有機(jī)粘土。
[0057]最優(yōu)選的粘性調(diào)節(jié)劑為乙基纖維素，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)它提供具有表面活性性質(zhì)的附加優(yōu)點(diǎn)，其降低了待封裝材料與封裝載體之間的界面張力，從而降低在擠出過(guò)程中所需的能量。
[0058]優(yōu)選地，乙基纖維素的分子量?jī)?yōu)選處于50’000?2’000’000的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為75，000 ?I，500，000，最優(yōu)選 100，000 ?I，250，000。
[0059]優(yōu)選地，在25oC在Ubbelohde粘度計(jì)中基于80%甲苯20%乙醇的5%溶液測(cè)量的改性纖維素釀的粘度為50mPa.s?I’OOOmPa.s,更優(yōu)選75mPa.s?750mPa.s,最優(yōu)選IOOmPa.s ?500mPa.S。
[0060]所需的粘度調(diào)節(jié)劑的量取決于該粘度調(diào)節(jié)劑和待封裝材料的性質(zhì)，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)以得到正確的粘度。
[0061]可能需要包含一種或多種附加成分以增加粘度調(diào)節(jié)劑的溶解性或分散性。
[0062]任選地且有利地，可以向混合物中加入乳化劑。發(fā)現(xiàn)這能夠降低油和熔體相之間的界面張力，從而降低形成液滴所需的能量。另外，其能夠穩(wěn)定已經(jīng)形成的液滴。可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何乳化劑。適合的乳化劑的例子包括卵磷脂、改性的卵磷脂(如溶血磷脂)、單甘油酯或二甘油酯的檸檬酸酯(CITREM)、單甘油酯的二乙酰酒石酸酯(DATEM)、脂肪酸的單甘油酯或二甘油酯、脂肪酸的遮糖酯、脂肪酸的檸檬酸酯、OSA淀粉、辛烯基琥珀酸鈉改性的淀粉、阿拉伯膠和參考文獻(xiàn)如G.L.Hasenhuettl和R.ff.Hartel編的Food Emulsifiers And Their Applications, 1997中列舉的其它適合乳化劑。最優(yōu)選的乳化劑為卵磷脂、單甘油酯或二甘油酯、CITREM和DATEM。
[0063]在本發(fā)明中使用的特別優(yōu)選的乳化劑是卵磷脂和改性的卵磷脂。適合的例子包括但不限于大豆卵磷脂(如Yelkin SS,產(chǎn)自Archer Daniel Midlands)和溶血磷脂(如Verolec HE60,產(chǎn)自 Lasenor)。
[0064]在封裝載體中可以存在其它任選的成分。例如，可以存在進(jìn)一步的增塑劑(如水)以調(diào)節(jié)載體的非結(jié)晶性組分的性質(zhì)。優(yōu)選地，以少于10%更優(yōu)選少于9.5%的量使用該增塑劑。
[0065]類似地，可以以一般已知的方式向本發(fā)明的可擠出混合物中添加佐劑(如食品級(jí)著色劑)以提供著色的遞送系統(tǒng)。
[0066]如果需要，可以向擠出的產(chǎn)品中添加抗結(jié)劑以減少顆粒彼此之間粘結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，特別是在結(jié)晶相期間至結(jié)晶完成期間。
[0067]擠出的遞送系統(tǒng)可以以使用擠出工藝能夠獲得的任何形狀來(lái)提供。此類工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。例如，其可以提供為顆粒、液滴、纖維、棒或片。優(yōu)選地，其提供為棒或液滴的形式。
[0068]本發(fā)明的另一方面涉及本發(fā)明遞送系統(tǒng)作為調(diào)味成分的應(yīng)用。換句話說(shuō)，本發(fā)明涉及一種賦予、增強(qiáng)、改善或改變調(diào)味組合物或已調(diào)味制品的口味特性的方法，此方法包含將有效量的至少一種本發(fā)明的遞送系統(tǒng)添加至所述組合物或制品中。在本發(fā)明的上下文中，“本發(fā)明的遞送系統(tǒng)的應(yīng)用”包括任何含有所述遞送系統(tǒng)并能有利地作為活性成分被應(yīng)用于調(diào)味工業(yè)中的組合物的應(yīng)用。
[0069]因此，在另一方面，本發(fā)明提供一種調(diào)味組合物，其包含:
[0070]i)至少一種本發(fā)明的遞送系統(tǒng)作為調(diào)味成分；
[0071]ii)至少一種從由調(diào)味料載體和調(diào)味料基料構(gòu)成的組中選出的成分；和
[0072]iii)任選的至少一種調(diào)味料佐劑。
[0073]“調(diào)味料載體”在此我們指的是從調(diào)味料的角度實(shí)際上是中性的材料，只要其不顯著改變調(diào)味成分的感官特性的材料。所述載體可以是液體或固體。
[0074]適合的液體載體包括例如乳化體系，即溶劑和表面活性劑體系，或通常用于調(diào)味料的溶劑。通常用于調(diào)味料的溶劑的特性和類型的詳細(xì)描述不能窮盡。適合的溶劑包括例如丙二醇、甘油三乙酸酯、檸檬酸三乙酯、芐醇、乙醇、植物油或萜類。
[0075]適合的固體載體包括例如吸收膠或聚合物，或包封材料。此類材料的例子可以包括成壁材料和增塑材料，如單糖、二糖或三糖、天然或改性淀粉、水解膠體、纖維素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、蛋白質(zhì)或果膠,或在參考文獻(xiàn)例如H.Scherz, Hydrokolloids:Stabilisatoren，Dickungs—und Geliermittel in Lebensmittel，Band2der SchriftenreiheLebensmittelchemiej Lebensinittelqualitat, Behri s VerlagGmbH&C0.，Hamburg, 1996 中列
舉的材料。封裝是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，例如，可以用如噴霧干燥、團(tuán)聚、擠出、凝聚等技術(shù)實(shí)施。
[0076]“調(diào)味料基料”此處我們指的是包含至少一種調(diào)味成分的組合物。
[0077]所述調(diào)味成分為化合物，其用于調(diào)味制劑或組合物以給予快感。換句話說(shuō)，被認(rèn)為是調(diào)味成分的此助成分必須被本領(lǐng)域技術(shù)人員公認(rèn)為能夠以積極或令人愉悅的方式賦予或改變組合物的味道，而不僅僅是具有味道。
[0078]存在于基料中的調(diào)味成分的特性和類型在此不保證更詳細(xì)的描述，技術(shù)人員基于其常識(shí)和根據(jù)預(yù)期的用途或應(yīng)用以及期望的感官效果能夠?qū)ζ溥M(jìn)行選擇。概括來(lái)說(shuō)，這些調(diào)味助成分屬于不同的化學(xué)分類，如醇類、醛類、酮類、酯類、醚類、醋酸酯類、腈類、萜類化合物、含氮或含硫雜環(huán)化合物和精油，并且所述加香助成分可以是天然的或人工合成的。在任何情況下，許多的這些助成分列于參考文獻(xiàn)如S.Arctander的著作，Perfume and FlavorChemicals, 1969, Montclair, New Jersey, USA,或其更新的版本或類似性質(zhì)的其他著作中，以及調(diào)味料領(lǐng)域內(nèi)豐富的專利文獻(xiàn)中。也可理解為所述助成分還可以是已知的以受控的方式釋放各種類型的調(diào)味化合物的化合物。
[0079]“調(diào)味料佐劑”在此我們指的是一種成分，其能賦予附加的益處如顏色、特定的抗光性、化學(xué)穩(wěn)定性等。通常用于調(diào)味基料中的佐劑的特性和類型的詳細(xì)描述不能窮盡。無(wú)論如何，此類佐劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，但必須提及的是所述成分為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。[0080]除了包含至少一種本發(fā)明的遞送系統(tǒng)、至少一種調(diào)味料載體、至少一種調(diào)味料基料和任選的至少一種調(diào)味料佐劑的調(diào)味組合物外，一種由至少一種本發(fā)明的遞送系統(tǒng)和至少一種調(diào)味料載體組成的組合物也代表了本發(fā)明的一個(gè)特定的實(shí)施方式。
[0081]另外，本發(fā)明的遞送系統(tǒng)可以有利地?fù)饺氲揭颜{(diào)味的制品中以積極地賦予或改變所述制品的口味。因此，在又另一方面中，本發(fā)明提供一種已調(diào)味的制品，包含:
[0082]i)至少一種如上定義的本發(fā)明的遞送系統(tǒng)作為口味賦予或改變成分；和
[0083]ii)可食用組合物。
[0084]適合的可食用組合物例如可以是藥物組合物、營(yíng)養(yǎng)保健組合物、食品基料、口香糖或口腔護(hù)理組合物如漱口水或牙膏。優(yōu)選地，其用于增強(qiáng)含有水或在水的存在下使用的產(chǎn)品。事實(shí)上，本發(fā)明的遞送系統(tǒng)優(yōu)選為水溶性的。
[0085]如果活性成分是調(diào)味油，其可以有利地用來(lái)賦予或改變各種不同可食用組合物(即食品基料、飲料、藥物等)的感官性質(zhì)。以一般地方法，它們?cè)鰪?qiáng)相應(yīng)未擠出的調(diào)味材料的典型感官效應(yīng)。
[0086]當(dāng)活性材料為富含多不飽和脂肪酸的油或含有該油的營(yíng)養(yǎng)保健組合物時(shí)，其可以提供在任何需要健康益處的食品基料中。在此類產(chǎn)品中，本遞送系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于其能夠掩蔽富含多不飽和脂肪酸的風(fēng)味，這種風(fēng)味可能不與所摻入的食品基料的風(fēng)味相容。
[0087]根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式，所述食品基料可有利地為飲料，特別是速溶飲料或粉狀飲料，其中本遞送系統(tǒng)能夠用來(lái)包埋比現(xiàn)有技術(shù)方法更高水平的高揮發(fā)性化合物如乙醛；或?yàn)辂}味食品，其中本遞送系統(tǒng)能夠用來(lái)包埋比現(xiàn)有技術(shù)方法更高水平的高揮發(fā)性化合物如二甲硫醚。
[0088]所述食品基料的典型例子包括:
[0089]?速溶或粉狀的茶、咖啡和果汁；
[0090].蜜餞、干麥片；
[0091].生面團(tuán)，如蛋糕或面包混料；
[0092].調(diào)味料或調(diào)味品，如儲(chǔ)料、鹽味方粒料、粉末混合物；
[0093].速溶湯或粉狀湯，如清湯、奶油湯、雞肉或牛肉湯、或西紅柿湯或蘆筍湯；
[0094].碳水化合物基產(chǎn)品，如方便面、米飯、面食制品、土豆片或油炸土豆、面條、比薩餅、玉米餅、卷心食品；
[0095]?咸味產(chǎn)品，如小吃、餅干(如炸馬鈴薯?xiàng)l或薯片)或蛋產(chǎn)品、馬鈴薯/玉米片、微波爆米花、堅(jiān)果、咸面包圈、年糕、脆米餅等；
[0096]?寵物或動(dòng)物食品。
[0097]為了清楚起見，需要提及的是“食品”此處我們是指可食用產(chǎn)品，例如食品或飲料。因此，本發(fā)明的已調(diào)味的制品包含根據(jù)本發(fā)明的一種或多種遞送系統(tǒng)、以及相應(yīng)于所需可食用產(chǎn)品的口味和風(fēng)味概況的任選益處劑。
[0098]食品或飲料的組成的性質(zhì)和類型在此不保證更詳細(xì)的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠基于其常識(shí)并根據(jù)所述產(chǎn)品的性質(zhì)進(jìn)行選擇。
[0099]能夠?qū)⒈景l(fā)明的遞送系統(tǒng)摻入至各種上述制品或組合物的比例在一個(gè)寬的數(shù)值范圍內(nèi)變化。這些數(shù)值取決于待調(diào)味的制品的特性和期望的感官效果、以及當(dāng)本發(fā)明的遞送系統(tǒng)與通常用于本領(lǐng)域的調(diào)味助成分、溶劑或添加劑混合時(shí)，還依賴于給定基料中助成分的特性。
[0100]對(duì)于調(diào)味組合物而言，本發(fā)明的化合物的典型濃度基于其摻入的調(diào)味組合物的重量約為0.05%?30%，更優(yōu)選0.1?20%，更優(yōu)選0.1?10%。當(dāng)將這些化合物摻入到已調(diào)味制品中時(shí)，其濃度可以比上述數(shù)值更低，例如相對(duì)于制品重量的百分比，按重量計(jì)約為0.5ppm ?300ppm,更優(yōu)選 5ppm ?75ppm,最優(yōu)選 8 ?50ppm。
[0101]本發(fā)明的遞送系統(tǒng)是通過(guò)擠出來(lái)制備的。其可以使用任何目前通常根據(jù)現(xiàn)有已知的“濕法擠出”或“干混”(也稱為“閃流”)技術(shù)的擠出機(jī)來(lái)形成，后者需要向擠出機(jī)中進(jìn)料原始主要為固體物質(zhì)的熔體，而前者需要擠出由封裝材料在適合溶劑中的先前溶液獲得的主要流體物質(zhì)熔體。
[0102]擠出方法，此處我們是指如下方法:根據(jù)該方法典型地迫使熔體-乳液形式的形成封裝組分的組分、待封裝的材料和上述的任何進(jìn)一步任選的成分通過(guò)模頭、針或噴嘴，然后固化以形成其中分散有被封裝的材料的固體產(chǎn)品。術(shù)語(yǔ)“熔體-乳液”是指液體基質(zhì)作為連續(xù)相，分散于其中的顆粒優(yōu)選疏水性顆粒為分散相。
[0103]可以根據(jù)任何合適的方法混合結(jié)晶性和非結(jié)晶性組分。例如，它們可以在進(jìn)料斗中簡(jiǎn)單地預(yù)混為熔體而無(wú)需任何特殊裝置?；蛘?，它們可以直接在典型的擠出機(jī)中熔化。
[0104]可以以本領(lǐng)域中已知的任何方式來(lái)形成熔體。這包括將封裝組分加熱至可以形成均勻熔體的溫度，例如在單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)中。替代的例子是將封裝組分溶解于溶劑(優(yōu)選水)中，然后通過(guò)蒸發(fā)除去部分或所有的溶劑。
[0105]在該方法的第二步，將活性成分摻入至熔體中。該摻入可以使用本領(lǐng)域中任何已知的方法來(lái)完成。典型地，可以在熔融狀態(tài)下將活性成分與熔體混合?；蛘?，首先以封裝材料組分制備熔體并固化，然后將活性成分加入到該固化的熔體中，例如通過(guò)將活性成分施敷或噴散在固化的熔體上。在將活性成分加入到固化的熔體中的情況下，在添加活性成分后必需將該固化的熔體再次熔融，以便在該方法的第三步中形成熔體-乳液。
[0106]形成熔體-乳液的步驟也可以使用本領(lǐng)域中任何已知的方法來(lái)進(jìn)行。該熔體-乳液以活性成分的液滴(被封裝的、分散相)分散在熔融封裝載體(封裝、連續(xù)相)中的事實(shí)為特征。
[0107]本文中所用的術(shù)語(yǔ)“顆?！笔侵腹腆w顆粒和液體液滴兩者。
[0108]在步驟d)中，擠出的產(chǎn)品可以形成為能夠使用擠出工藝獲得的任何形狀，并且特別是形成顆粒體、粉末和片狀。典型地，術(shù)語(yǔ)顆粒體包括顆粒、滴狀物、纖維和棒。優(yōu)選地其提供為棒或滴狀物的形式?？梢允褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何適合的方法來(lái)進(jìn)行該擠出。例如，可以將仍處于塑性狀態(tài)的擠出產(chǎn)品切碎(熔體造粒和濕法造粒技術(shù))，或者可以將其在液體溶劑中冷卻以形成擠出固體，可以在研磨、粉碎等之前通過(guò)擠出參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)其形狀和尺寸。
[0109]如果需要，模孔本身可以安裝有切刀或任何其它切割裝置?；蛘?，可以在?？紫掠螁为?dú)地提供切割裝置。
[0110]該方法的下一步是回火該擠出的產(chǎn)品以便使晶體形成組分結(jié)晶化。引起所述結(jié)晶化的條件優(yōu)選為在以下范圍內(nèi)回火，該范圍足夠地低于晶體形成材料的熔點(diǎn)以便為結(jié)晶化提供熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力，另外該范圍足夠地高于剩余不定形部分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以便賦予充分的分子流動(dòng)性以使其能夠結(jié)晶化。[0111]該回火可以例如使用鋼帶或流化床以懸浮顆粒體來(lái)進(jìn)行。任選地，在熔體-乳液仍在擠出機(jī)中時(shí)可以進(jìn)行部分的回火。以這種方式，在擠出機(jī)中即可使結(jié)晶化開始，但又不會(huì)發(fā)生到抑制擠出的程度。
[0112]任選地，可以首先在低溫下對(duì)顆粒體進(jìn)行回火(甚至低至熔體混合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或更低)以便形成晶核，然后再在更高的溫度下進(jìn)行回火以促使晶體生長(zhǎng)。
[0113]任選地，顆粒體可以通過(guò)剪切、超聲或壓力調(diào)制、與成核劑混合或通過(guò)已知為促進(jìn)結(jié)晶化的任何其它方法處理。
[0114]連續(xù)地進(jìn)行該方法的回火步驟直到熔體的組分(i)的足夠部分被結(jié)晶化，從而獲得足夠高的Tg并增加粘度。所需的結(jié)晶化水平是基于簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的，其取決于遞送系統(tǒng)的所需穩(wěn)定性。
[0115]本發(fā)明的一個(gè)特定的方面為一種制備擠出的遞送系統(tǒng)的方法，包含步驟:
[0116](a)形成熔體，該熔體包含(i)具有低于30°C的Tg的晶體形成組分和(ii)玻璃形成組分；
[0117](b)淬火該熔體以形成玻璃質(zhì)低溫固體；
[0118](c)研磨該固體物質(zhì)以形成細(xì)粉末；
[0119](d)在該粉末上施敷活性成分；
[0120](e)溫?zé)嵋孕纬扇垠w混合物，其包含活性成分在熔體中的乳液、分散液、溶液或懸浮液；
[0121](f)擠出該熔體混合物，和
[0122](g)在能夠使至少部分的該熔體中的晶體形成組分(組分(i))結(jié)晶化的條件下回火該擠出的產(chǎn)品；
[0123]從而形成固體遞送系統(tǒng)。
[0124]更特別地，在其中活性成分為蛋白質(zhì)(例如酶)情況下，優(yōu)選使用后一種特定方法。
[0125]實(shí)施例
[0126]現(xiàn)在將通過(guò)下列實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)的描述本發(fā)明。
[0127]實(shí)施例1
[0128]擠出的遞送系統(tǒng)的制備
[0129]制備了具有表1中所列舉成分的本發(fā)明的擠出的遞送系統(tǒng)。
[0130]表1
【權(quán)利要求】
1.一種擠出的遞送系統(tǒng)，其包含: (a)封裝載體，其包含: i)由處于無(wú)定形狀態(tài)時(shí)Tg低于30°C的材料組成的結(jié)晶性組分；和 ?)處于玻璃態(tài)的無(wú)定形組分；和 (b)被封裝的液體活性成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遞送系統(tǒng)，其中結(jié)晶性組分為赤蘚糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遞送系統(tǒng)，其中結(jié)晶性組分為赤蘚糖醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遞送系統(tǒng)，其中活性成分在45oC的溫度和1atm的壓力下為液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遞送系統(tǒng)，其中非結(jié)晶性組分具有高于30oC的Tg。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遞送系統(tǒng)，其中非結(jié)晶性組分選自Tg高于30oC的多糖、蛋白質(zhì)和二糖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遞送系統(tǒng)，其中非結(jié)晶性組分為一種或多種氫化淀粉水解物，該水解物具有5~100的數(shù)均聚合度(DPn)或800~16000Da的數(shù)均分子量(Mn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遞送系統(tǒng)，其中結(jié)晶性組分(組分(i))的存在量基于組分(i)和組分(ii)的總干重為10~90重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的遞送系統(tǒng)，其中結(jié)晶性組分(組分(i))的存在量為組分(i)和組分(ii)的總干重的至少30重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遞送系統(tǒng)，進(jìn)一步包含乳化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的遞送系統(tǒng)，其中乳化劑選自卵磷脂、改性卵磷脂、脂肪酸的單甘油酯或二甘油酯、脂肪酸的蔗糖酯、脂肪酸的檸檬酸酯、辛烯基琥珀酸酐(OSA)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉鈉、阿拉伯樹膠、單甘油酯和二甘油酯的檸檬酸酯(CITREM)和單甘油酯的二乙酰基酒石酸酯(DATEM)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遞送系統(tǒng)，其中被封裝的相占擠出的傳遞系統(tǒng)總重量的5~40重量％。
13.一種制備擠出的遞送系統(tǒng)的方法，包含如下步驟: (a)形成熔體，所述熔體包含(i)Tg低于30°C的晶體形成材料和(ii)玻璃形成材料； (b)將活性成分摻入到所述熔體中； (c)形成熔體混合物，其包含所述活性成分于所述熔體的乳化液、分散液、溶液或懸浮液； (d)擠出所述熔體混合物；并且 (e)在能夠使至少部分所述熔體的組分(i)結(jié)晶化的條件下對(duì)該擠出的熔體進(jìn)行回火； 從而形成固體遞送系統(tǒng)。
14.一種調(diào)味組合物，其包含: i)至少一種權(quán)利要求1的遞送系統(tǒng)作為調(diào)味成分； ii)至少一種選自調(diào)味料載體和調(diào)味料基料的成分；和 iii)任選的至少一種調(diào)味料佐劑。
15.—種已調(diào)味的制品,其包含:i)至少一種如上定義的本發(fā)明的遞送系統(tǒng)作為口味賦予成分或口味改變成分；和ii)可食用組合物。
【文檔編號(hào)】A23L1/00GK103648302SQ201280029393
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月23日
【發(fā)明者】C·M·格雷森, M·P·希利克 申請(qǐng)人:弗門尼舍有限公司