包含香辛料、香草、水果和蔬菜粉的包囊化組合物的制作方法
【專利說明】包含香辛料、香草、水果和蔬菜粉的包囊化組合物
[0001]發(fā)明背景。
發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及包囊化組合物(encapsulat1n composit1n)，其中通過被稱作恪體擠出的方法將被包囊物(encapsulate)包囊在固體基質(zhì)中。本發(fā)明更特別涉及調(diào)味料(flavor)包囊化組合物，其中通過恪體擠出將調(diào)味劑(flavoring agent)包囊在含有香辛料(spices)、香草(herbs)、水果和蔬菜粉作為該基質(zhì)的主要部分的玻璃態(tài)、非晶或粘彈性固體致密基質(zhì)中。該調(diào)味劑可固有存在于擠出的香辛料、香草、水果和蔬菜粉中或有意添加以增強功能性。將香辛料、香草、水果和蔬菜粉并入基質(zhì)創(chuàng)造出保護和調(diào)節(jié)該包囊化調(diào)味料或其它被包囊物的風(fēng)味和功能的活性載體。此外，基質(zhì)組分和調(diào)味料之間的相互作用可創(chuàng)造獨特的新風(fēng)味。本發(fā)明還涉及制備這樣的組合物的方法。
[0003]【背景技術(shù)】描述
被包囊物的包囊化是一個研究活躍的領(lǐng)域。特別地，由于許多原因，需要被包囊物，如調(diào)味劑、香料(fragrances)、藥物、農(nóng)藥、防腐劑、維生素和其它膳食補充劑的包囊化。在藥物和農(nóng)藥的情況中，可能需要包囊化以實現(xiàn)藥物或農(nóng)藥的控釋。對于維生素和膳食補充劑，可以進行包囊化以保護維生素免受空氣氧化并由此延長維生素的貯存壽命。在調(diào)味劑的情況中，可以進行包囊化以使調(diào)味劑(flavorings)呈現(xiàn)易計量形式，這將保護和強化調(diào)味劑并經(jīng)可控事件(如水的添加)釋放它們。
[0004]許多包囊化方法已知以充當(dāng)調(diào)味料載體的包囊基質(zhì)的玻璃態(tài)為目標(biāo)。保持基質(zhì)的玻璃形式的優(yōu)點包括該致密固體的物理穩(wěn)定性提高、并入的揮發(fā)物的損失減少和有害的分子間反應(yīng)和氧化減少。
[0005]調(diào)味料包囊化領(lǐng)域中的熟練從業(yè)人員公知的是，產(chǎn)生玻璃態(tài)的穩(wěn)定干燥調(diào)味料的現(xiàn)行實用商業(yè)方法在很大程度上限于噴霧干燥和擠出定型。前一方法要求該調(diào)味料在含有包囊固體的水性載體中乳化或溶解，接著在高溫高速氣流中快速干燥并作為低密度散裝固體收集。該包囊化組合物的所得濕度為1%_4%，以確保在50 °C以上為玻璃態(tài)。
[0006]盡管噴霧干燥用于大部分商業(yè)包囊化調(diào)味料，但該方法的幾個局限性顯而易見。配混或天然的調(diào)味料混合物的低分子量組分通常表現(xiàn)出高蒸氣壓并通常在該方法的過程中損失、反應(yīng)或歧化。所得包囊化調(diào)味料是多孔、粉狀并難處理的。最終產(chǎn)品一一干燥的自由流動細粉一一會在水合時快速釋放被包囊物，無論是否希望快速釋放。不可溶植物材料如香草大量摻入溶解載體中通常不切實際，因為該植物材料在水中溶脹以造成高粘度，以在噴霧干燥過程中堵塞霧化輪或噴嘴，并造成差的包囊化。
[0007]另一些包囊化法可包括凍干、滾筒干燥和盤式干燥。這些方法與噴霧干燥和擠出相比由于高加工成本和對被包囊物的相對較差的保護而意義不大。在凍干和盤式干燥的情況下，干燥過程緩慢以導(dǎo)致由緩慢干燥而非快速冷卻生成的弱玻璃態(tài)特征。揮發(fā)性風(fēng)味損失非常顯著。滾筒干燥可以是快速方法；但是，與高溫表面接觸時的揮發(fā)性組分損失非常顯著。這些干燥方法通常生成高度多孔材料，其中被包囊物暴露在氧氣下。所有上述方法都需要研磨步驟，以致進一步弱化包囊化調(diào)味料。制備步驟包括制漿，其中香辛料和香草會溶脹并形成難以控制和加工的粘稠分散體。由于所有這些原因，我們主要關(guān)注熔體擠出。特別關(guān)注生成固體致密粒子的熔體擠出，以提供活性物的有效包囊化和延長的儲存穩(wěn)定性。
[0008]美國專利N0.3，922，354描述了用于制備具有受控風(fēng)味釋放特征的改進的微粒調(diào)味組合物的擠出法，其中將調(diào)味劑并入包含部分糊化的谷物固體和另外改性糊精、玉米淀粉、阿拉伯樹膠、鹽、單-二甘油酯的基質(zhì)中。該調(diào)味組合物不包括香辛料、香草、水果和蔬菜粉并旨在利用香辛料提取物和油樹脂的包囊化模擬香辛料粒子。
[0009]美國專利N0.4, 060, 645 描述了由 stocks、湯、調(diào)料(seasonings)、調(diào)味品(condiments)和醬汁；固定(plated)在糊精上的蔬菜、水果和香辛料的提取物構(gòu)成的脫水食品的制備方法。原材料可含有香辛料、芳香物質(zhì)(aromas)、著色劑、脂肪、糖和鹽。該方法包括在亞大氣壓下擠出到室中，以使產(chǎn)物膨脹和溶解度提高。該方法不是旨在將被包囊物包囊到玻璃態(tài)或致密基質(zhì)中。
[0010]美國專利N0.4，230，687描述了高分子量載體，如蛋白質(zhì)、淀粉和樹膠，它們通過在被包囊物存在下添加大量的水塑化并施以高剪切分散法。然后將含有被包囊物的橡膠狀或塑性基質(zhì)擠出、回收并干燥以產(chǎn)生穩(wěn)定產(chǎn)品。
[0011]美國專利N0.4，232，047描述了香辛料濃縮物和模擬香辛料形式的包囊化產(chǎn)品，其包含包囊在由淀粉、面粉、樹膠和蛋白質(zhì)構(gòu)成的基質(zhì)中的0.5%至大約40%的精油和油樹月旨。該專利沒有描述香辛料、香草、水果和蔬菜粉作為包囊化組合物的一部分。
[0012]美國專利N0.5，846，580描述了制備玻璃態(tài)的完全配制好的即烹產(chǎn)品混合物的方法。該混合物在具有多個加熱區(qū)的擠出機中加熱并在按需要添加水的情況下擠出。將該組合物冷卻并可以在擠出機模頭的出口切割。該方法不包括該材料的干燥。該組合物含有大約5 %至50 %，優(yōu)選大約10 %至35 %的標(biāo)識組分(identifying component)粉末，例如雞肉、豆類、番茄等。此外，可以使用5 %至20 %的蔬菜粉。通過該方法制成的組合物可包括1至10%香辛料或香辛料提取物，但是，明確排除調(diào)味料和其它活性物的包囊化。
[0013]美國專利N0.6，090，419描述了鹽組合物和作為制備方法的擠出。該組合物可以是玻璃態(tài)的，包括鹽晶體，并可能含有干香草和香辛料、磨碎/顆粒狀的洋蔥/大蒜、脫水胡椒和羅勒碎作為鹽的粘合劑。該專利沒有描述香辛料、香草、水果和蔬菜粉作為包囊化組合物的一部分。該鹽組合物中的所述被包囊物不包括維生素、藥物和膳食補充劑。所述方法沒有描述干燥該組合物或模面切粒(die-face cutting)，接著干燥該粒子。
[0014]美國專利申請序號N0.13/087，732描述了調(diào)味料和其它被包囊物在含有香辛料和香草的玻璃態(tài)載體中的熔體擠出包囊化。該組合物包含5%至40%的至少一種香辛料或香草，余量由低和高分子量碳水化合物或水解明膠構(gòu)成。該組合物不包括水果或蔬菜粉并且沒有描述含有多于40%至最多100%香草、香辛料、水果和蔬菜粉的組合物。
[0015]名稱為:“FlowCharacterizat1n of Peach Products during Extrus1n”的文章(Akdogan, H.和 McHugh, T.H., J.Food Sc1., Apr.2000,第 65 卷，第 3 期，第471-475頁)描述了滾筒干燥的桃醬的擠出。該方法不產(chǎn)生玻璃態(tài)包囊化組合物。
[0016]名稱為:‘‘Influence of Extrus1n Processing on Procyanidin Composit1nand Total Anthocyanin Contents of Blueberry Pomace，，的文章(Khanal, R.C.等人，J.Food Sc1., Mar.2009,第74卷，第2期，第H52-H58頁)描述了 30%藍莓汁加工副產(chǎn)物和70%高粱粉的擠出。所述組合物不是含有多于40%香草、香辛料、水果或蔬菜粉的玻璃態(tài)、非晶或致密的固體包囊化組合物。
[0017]名稱為“Impact of ripening stages of banana flour on the quality ofextruded products” 的文章(Gamlath, S., Int.J.Food Sc1.Technol., Sep.2008,第43卷，第9期，第1541-1548頁)描述了與60%米粉結(jié)合的40%香蕉粉的擠出。所述組合物不是含有多于40%香草、香辛料、水果或蔬菜粉的玻璃態(tài)、非晶或致密的固體包囊化組合物。
[0018]在公開了熔體擠出的許多引用專利中，仔細限定基質(zhì)組合物以適應(yīng)擠出機的加工限制以及生成玻璃態(tài)的并以大于35°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為特征的穩(wěn)定基質(zhì)。引用的專利描述了液體調(diào)味料、精油、油樹脂、加工調(diào)味料、藥物、農(nóng)藥和維生素作為被包囊物。但是，尚未描述含有多于40%至最多100%香草、香辛料、水果和蔬菜粉的致密固體擠出包囊化組合物。
[0019]香辛料和香草在它們的原始形式和磨碎的粉末形式下具有獨特的風(fēng)味性質(zhì)。最近已認識到，香辛料和香草含有強效抗氧化劑，它們可能對油和調(diào)味料具有保護性質(zhì)。相同的抗氧化劑可能具有健康益處。因此，仍然需要包囊化組合物，其中將被包囊物包囊在活性載體中，所述活性載體在室溫或略微升高的溫度下為穩(wěn)定的玻璃態(tài)并且除液體或固體被包囊物外還含有顯著量的香辛料和香草。這些活性載體可表現(xiàn)出與被包囊物的獨特風(fēng)味相互作用并調(diào)節(jié)由被包囊物提供的風(fēng)味。調(diào)味料又可調(diào)節(jié)由活性載體提供的風(fēng)味特征并影響香辛料和香草的生物利用度或其它抗氧化或保護功能。還需要掩蓋、改變或減輕由香辛料、香草或被包囊物引入的一些強背景香調(diào)。該玻璃態(tài)載體可保持、調(diào)節(jié)和控制被包囊物的釋放。還需要保存由構(gòu)成該活性載體的顯著部分的香辛料、香草、水果和蔬菜粉引入的不穩(wěn)定和敏感的風(fēng)味以及天然抗氧化劑。
[0020]形成致密的非晶或玻璃態(tài)固體形式的基質(zhì)對易揮發(fā)的油溶性和水溶性調(diào)味料和提取物的包囊化特別有價值。
[0021]發(fā)明概述
因此，本發(fā)明的一個目的是提供新型包囊化組合物。
[0022]本發(fā)明的另一目的是提供新型包囊化組合物，其中將被包囊物包囊在作為非晶致密固體穩(wěn)定的載體中。
[0023]本發(fā)明的另一目的是提供新型包囊化組合物，其中將被包囊物包囊在在環(huán)境溫度下為穩(wěn)定的玻璃態(tài)的載體中。
[0024]本發(fā)明的另一目的是提供新型包囊化組合物，其中將被包囊物包囊在在環(huán)境溫度下為穩(wěn)定的玻璃態(tài)并含有香辛料、香草、蔬菜和水果粉作為該載體組合物的主要部分的載體中。
[0025]本發(fā)明的另一目的是提供新型調(diào)味料包囊化組合物，其中將調(diào)味料包囊在在環(huán)境溫度下為穩(wěn)定的玻璃態(tài)并含有香辛料、香草、蔬菜和水果粉作為該載體組合物的主要部分的載體中。
[0026]本發(fā)明的另一目的是提供新型調(diào)味料包囊化組合物，其適用于揮發(fā)性或敏感的風(fēng)味組分的包囊化并含有香辛料、香草、蔬菜和水果粉作為該載體組合物的主要部分。
[0027]本發(fā)明的另一目的是提供新型調(diào)味料包囊化組合物，其在產(chǎn)品應(yīng)用中表現(xiàn)出期望的控釋功能。
[0028]本發(fā)明的另一目的是提供新型調(diào)味料包囊化組合物，其在產(chǎn)品應(yīng)用中表現(xiàn)出獨特的風(fēng)味、風(fēng)味呈遞、抗氧化功能和健康益處。
[0029]本發(fā)明的另一目的是提供制備這樣的包囊化組合物的新型方法。
[0030]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過在擠出機的熔融區(qū)中將香辛料、香草、蔬菜和水果粉和一種或多種食品聚合物與水性增塑劑摻合、將被包囊物添加到該熔融基質(zhì)中并擠出所得混合物，可以制備含有多于40%至最多100%香辛料、香草、蔬菜和水果粉并具有足夠高的Tg以防止在環(huán)境溫度下的塑性流動和結(jié)塊的無孔致密非晶或玻璃態(tài)固體載體，由此已實現(xiàn)在下列詳述過程中變得顯而易見的這些和其它目的。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，通過在擠出機的熔融區(qū)中將香辛料、香草、蔬菜和水果粉與水性增塑劑摻合、將被包囊物添加到該熔融基質(zhì)中并擠出所得混合物，可以制備含有100%香辛料、香草、蔬菜和水果粉并具有足夠高的Tg以防止在環(huán)境溫度下的塑性流動和結(jié)塊的無孔致密非晶或玻璃態(tài)固體基質(zhì)。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在一些情況中，當(dāng)基質(zhì)組分中存在足量的水時，不要求將增塑劑直接添加到該摻合物中。
[0031]因此，本