專利名稱：含脂溶性維生素的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新的組合物，尤其是用于生產(chǎn)含維生素E和其它脂溶性維生素的增補(bǔ)維生素及礦物質(zhì)的營養(yǎng)性飲料的粉狀組合物和乳液組合物。
運(yùn)動(dòng)飲料(如GATORADE)和添加維生素的水是有利于健康的維生素飲料。這類飲料(例如Pedialyte)對(duì)于因腹瀉而損失電解質(zhì)的恢復(fù)也是有利的。碳酸飲料(例如加香的賽爾脫茲(Seltzer)礦泉水)、軟飲料或礦質(zhì)飲料以及非碳酸果汁和蔬菜汁、果汁混合飲料和這些飲料的濃縮物是對(duì)健康有利的。對(duì)于這類增補(bǔ)飲料來說，常常希望飲料保持光學(xué)透明。雖然商購的增補(bǔ)用脂溶性維生素呈許多種形態(tài)，但當(dāng)被添加到飲料中時(shí)往往會(huì)使飲料的目視混濁度增加。環(huán)形圈(即在液體上部離析出來的脂溶性維生素層)的出現(xiàn)也是脂溶性維生素強(qiáng)化飲料中經(jīng)常遇到的問題。一種向飲料添加脂溶性維生素、但不會(huì)明顯增加混濁度或產(chǎn)生環(huán)形圈的方法是將維生素包裹在脂質(zhì)體中。然而，這種方法所需費(fèi)用高，而且脂質(zhì)體中活性物的濃度也低。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能以足夠數(shù)量添加到飲料中起恢復(fù)和補(bǔ)充營養(yǎng)作用的脂溶性維生素的粉狀組合物，該組合物優(yōu)選不會(huì)影響飲料的光學(xué)透明度和不會(huì)改變飲料的感官性質(zhì)。具體地說，該粉狀組合物不會(huì)產(chǎn)生環(huán)形圈并會(huì)提高生物利用率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種包含脂溶性維生素、按下述規(guī)定的基質(zhì)成分和水的乳液組合物。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供由包含本發(fā)明的粉狀組合物的相應(yīng)物制備的片劑。本發(fā)明的片劑可溶解在液體中而不會(huì)產(chǎn)生環(huán)形圈。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供飲料，這種飲料是指供人類或動(dòng)物飲用的、由含有能提供營養(yǎng)補(bǔ)充或恢復(fù)健康數(shù)量的本發(fā)明粉狀組合物的相應(yīng)物制備的液體。本發(fā)明再一個(gè)目的是提供制備所述粉狀組合物的方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供包含本發(fā)明粉狀組合物的食品。
本發(fā)明是由權(quán)利要求書限定的。具體地說，本發(fā)明涉及包含至少一種脂溶性維生素的粉狀組合物，其特征在于所述維生素是分散在具有乳化能力的天然多糖膠或所述多糖膠混合物和/或具有乳化能力的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物基質(zhì)中的，其中所述脂溶性維生素是以平均直徑在約70-約200納米(nm)，具體說是在約70-約150納米的微滴形態(tài)存在于所述粉狀組合物中的。
本發(fā)明的優(yōu)選粉狀組合物包含平均直徑為約80-約120納米的脂溶性維生素微滴，最優(yōu)選的微滴平均直徑為約100納米。
粉狀組合物可包含單一維生素或一種以上維生素。維生素可以純態(tài)或以溶于稀釋劑(如食用油)中的形態(tài)用于粉狀組合物中。本發(fā)明的粉狀組合物含有非常小的維生素微滴，因此，可將該組合物添加到液體中而不會(huì)產(chǎn)生環(huán)形圈。此外，也提高了生物利用率。同時(shí)，本發(fā)明的優(yōu)選組合物也可添加到清沏的液體中而不會(huì)明顯地增加混濁度。
本發(fā)明的粉狀組合物是由微粒所組成的，該微粒包含至少一種分散在含有至少一種具有乳化能力的天然多糖膠或至少一種蛋白質(zhì)的基質(zhì)中的脂溶性維生素。具有乳化能力的天然多糖膠或蛋白質(zhì)因用作本發(fā)明的基質(zhì)材料，所以也稱為“基質(zhì)”或“基質(zhì)組分”。雖然這種微粒可以有不同的大小，但所有微粒的粒度至少要大到足以形成一種能使脂溶性維生素的單個(gè)微滴分布其中的結(jié)構(gòu)。這些微粒可大到幾百微米。維生素微滴的平均直徑為約70-約200納米或者更低。微滴可含有純態(tài)脂溶性維生素或溶于適宜介質(zhì)或稀釋劑(例如食用油)中的脂溶性維生素。該微滴也可含有兩種或兩種以上不同的脂溶性維生素的混合物。當(dāng)粉狀組合物添加到液體中時(shí)，在液體中形成的微滴的主要結(jié)構(gòu)是一種以維生素為核、以處于維生素與水性介質(zhì)之間的基質(zhì)組分界面為包裹層的結(jié)構(gòu)。
微滴大小通常是根據(jù)光散射技術(shù)、采用諸如Malvern Zetasizer 3儀器測定的，該儀器測得的值是微滴平均直徑(“Z”平均)。這一方法在技術(shù)上是眾所周知的，在各種文獻(xiàn)中都有說明，例如《粒度分布》，ACS Symposium Series 332，編輯T.Provder，美國化學(xué)會(huì)，華盛頓特區(qū)；1987。因此，本發(fā)明的粉狀組合物包含由平均微滴直徑為約70-約200納米(按光散射技術(shù)測定的)的脂溶性微生素構(gòu)成的微滴。
光學(xué)透明度可通過目視比較法來確定。因此，如果目視混濁度沒有明顯增加，則表明該液體依然保持光學(xué)透明。光學(xué)透明度(混濁度)也可通過濁度計(jì)加以精確測定。為了測定濁度，借助攪拌將樣品分散在水中或飲料中。達(dá)到完全分散(達(dá)到如下測定所要求，常需幾分鐘或更長些時(shí)間)后，采用濁度計(jì)(購自O(shè)rbeco Analytical Systems,Inc.,Farmingdale,NY.)測定所得液體的濁度。當(dāng)濁度讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，說明已達(dá)到完全分散。濁度是通過將光束投射到容有試驗(yàn)樣品的液池上，在其90°角方向測量由于試樣中任何微滴所反射的光強(qiáng)度，并與標(biāo)準(zhǔn)參比懸浮液的散射光相比較的方法測定的。在90°角方向的反射光強(qiáng)度是經(jīng)適當(dāng)?shù)墓鈾z測器測量、放大并顯示在數(shù)字讀出器上的。反射光強(qiáng)度是與濁度成正比的。NTU(散射濁度單位)通常用來表示濁度計(jì)測得的濁度結(jié)果。NTU值越高說明濁度越高。
任何一種標(biāo)準(zhǔn)濁度計(jì)都能提供相當(dāng)?shù)臐岫葴y量值。對(duì)本發(fā)明來說，以NTU為10或10以下表示液體是光學(xué)透明的。例如，大多數(shù)市售的蘋果汁的NTU為約5。添加有本發(fā)明優(yōu)選粉狀組合物的光學(xué)透明的液體的濁度優(yōu)選不超過40NTU，更優(yōu)選為10-20NTU。也可將本發(fā)明的組合物添加到光學(xué)不透明的液體中。就這種情況來說，濁度增加是沒有意義的。對(duì)于添加有本發(fā)明粉狀組合物的液體來說，不會(huì)出現(xiàn)環(huán)形圈，維生素的生物利用率也會(huì)提高。本發(fā)明涉及在被添加到液體中能形成平均直徑為約70-約200納米，優(yōu)選為約70-約150納米，更優(yōu)選為約80-約120納米，而最優(yōu)選為約100納米的維生素微滴的粉狀組合物。如果液體原來是光學(xué)透明的話，則添加根據(jù)本發(fā)明粉狀組合物后，該液體在實(shí)際應(yīng)用時(shí)仍能保持光學(xué)透明。
用于本發(fā)明的具有乳化能力的天然多糖膠和/或蛋白質(zhì)的規(guī)定如下。用于本發(fā)明的多糖膠和/或蛋白質(zhì)都具有足夠的乳化能力。這意味著它們在水包油范圍內(nèi)有足夠的乳化性能，以致在高壓均質(zhì)條件下使油乳化、分散在水性介質(zhì)中，并能形成微滴直徑符合要求(例如70-200納米)的穩(wěn)定乳液。所謂高壓是指壓力為約10000磅/平方英寸(約680巴)-約60000磅/平方英寸(約4080巴)以及更高的壓力?？捎糜诒景l(fā)明的具有乳化能力的天然多糖膠和蛋白質(zhì)，從它們本身來說是眾所周知的，可商購、或可由技術(shù)熟練人員以常規(guī)方法將它們從原料中提取出來。例如，在《工業(yè)用膠(Industrial Gum)》，第3版，AcademicPress,Inc.1993中已對(duì)多糖膠作了介紹。
根據(jù)本發(fā)明選用的具有足夠乳化能力實(shí)施本發(fā)明的、無論是多糖膠還是蛋白質(zhì)，它們的乳化能力都可通過試驗(yàn)所選多糖膠和/或蛋白質(zhì)能否保持如上所述的和如下文進(jìn)一步所述的乳狀液來加以確定。這對(duì)技術(shù)專家來說是不成問題的。簡單地說，可從制備初乳液開始將基質(zhì)組分溶于適宜的水性溶劑如水中，并在均質(zhì)過程中添加脂溶性維生素，添加比例要使形成的初乳液中固含量(維生素和基質(zhì)組分的重量百分比)最好不超過60％。固含量為70％也是可能的，但由于乳液很稠而難以處理。類脂的數(shù)量，即類脂含量是固含量中的類脂組分量。類脂組分可以是純的維生素或是溶解于適當(dāng)稀釋劑中的維生素。類脂含量優(yōu)選占固含量的75(重量)％或低于75％。如果在約10000-60000磅/平方英寸(約680-約4080巴)壓力下乳化一次循環(huán)至約100次循環(huán)后，所得乳液的平均乳液微滴大小為約70-約200納米，則該基質(zhì)組分是適用于本發(fā)明的?；|(zhì)組分還應(yīng)能形成穩(wěn)定的乳液，至少穩(wěn)定到實(shí)施下一步制備步驟，優(yōu)選是噴霧干燥步驟。
優(yōu)選的基質(zhì)組分應(yīng)該至少是符合動(dòng)物食用要求的。對(duì)于人類食用要求來說，優(yōu)選的基質(zhì)組分應(yīng)該是GRAS(公認(rèn)安全無害)的或是經(jīng)各種全球性法規(guī)管理機(jī)構(gòu)審定可作為食品用的物質(zhì)。
“具有乳化能力的天然多糖膠”在本發(fā)明中優(yōu)選的是指源于植物、動(dòng)物或微生物的，且未經(jīng)有目的的化學(xué)改性而改變了化學(xué)結(jié)構(gòu)的多糖膠。所有膠料如滲出物膠、海藻膠、種子膠或微生物膠，若它們具有乳化能力，則都可用來實(shí)施本發(fā)明，根據(jù)預(yù)期用途，這些膠至少是要適用于動(dòng)物食用或優(yōu)選地是GRAS或經(jīng)各種全球性法規(guī)管理機(jī)構(gòu)審定可作食品用的物質(zhì)。
天然多糖膠的實(shí)例是阿拉伯膠、亞麻籽膠、茄替膠、羅望子膠及阿拉伯半乳聚糖。優(yōu)選的是阿拉伯膠、茄替膠和阿拉伯半乳聚糖，最優(yōu)選的是阿拉伯膠。這些膠料具有足夠的乳化作用，它們能降低水包油乳液中的界面張力，同時(shí)又能提高水相的粘度。
通常，多糖膠濃度高于5％時(shí)，其水溶液就難以處理。但也有例外，例如，當(dāng)攪拌時(shí)，濃度高于5％的阿拉伯膠在水中的溶解也相當(dāng)快。阿拉伯膠的品質(zhì)符合形成無色、味道順口的溶液的要求。
供實(shí)施本發(fā)明的工業(yè)用膠可含有不同數(shù)量的添加物質(zhì)如無機(jī)鹽。產(chǎn)品規(guī)格?？筛鶕?jù)植物來源、制造方法和預(yù)期用途而有所變更。對(duì)于技術(shù)專家來說，這種變更是正常的，因而，根據(jù)本發(fā)明使用這類膠是不會(huì)出現(xiàn)問題的。
本發(fā)明的基質(zhì)組分可以是如上所述的具有乳化能力的天然多糖膠。該天然多糖膠可與具有乳化能力的蛋白質(zhì)相混合用作基質(zhì)組分，或者單獨(dú)以具有乳化能力的蛋白質(zhì)作為基質(zhì)組分，其中脂溶性維生素以平均直徑為約70-約200納米的微滴形態(tài)存在。
用于本發(fā)明中的蛋白質(zhì)規(guī)定為源自植物或動(dòng)物并具有乳化能力的蛋白質(zhì)，例如明膠、植物蛋白質(zhì)和牛乳蛋白質(zhì)。這一類蛋白質(zhì)本身都是眾所周知的。所述蛋白質(zhì)可源自蔬菜(植物)或動(dòng)物源。蛋白質(zhì)的實(shí)例是葵花籽蛋白質(zhì)、大豆蛋白質(zhì)、棉花籽蛋白質(zhì)、花生蛋白質(zhì)、油菜籽蛋白質(zhì)、牛乳蛋白質(zhì)、血蛋白質(zhì)、禽蛋蛋白質(zhì)以及它們的乙?；苌铩⒚髂z或交聯(lián)明膠。優(yōu)選的是明膠和牛乳蛋白質(zhì)。明膠可分別由畜皮或畜骨經(jīng)酸或堿水解提取，因此在本文中不稱之為“天然的”。在這一意義上說，術(shù)語“明膠”也包括其適用的化學(xué)衍生物例如乙?；髂z或交聯(lián)明膠。
基質(zhì)組分可包含具有乳化能力的天然多糖膠或具有乳化能力的不同天然多糖膠的混合物，但不包含任何蛋白質(zhì)的摻混物。另一方面，基質(zhì)也可包含具有乳化能力的蛋白質(zhì)或不同來源的這類蛋白質(zhì)混合物，但不包含任何天然多糖膠的摻混物。
基質(zhì)還可由(ⅰ)具有乳化能力的天然多糖膠或這類不同來源的天然多糖膠的混合物與(ⅱ)具有乳化能力的蛋白質(zhì)或這類不同來源的蛋白質(zhì)混合物所組成。在這種情況下，組分(ⅰ)與組分(ⅱ)的比例并不是很嚴(yán)格的，可以進(jìn)行優(yōu)化。因此，組分(ⅰ)與組分(ⅱ)的比例可在1∶99-99∶1范圍內(nèi)不等。然而，優(yōu)選的基質(zhì)或是只是天然多糖膠或所述多糖膠的混合物，或是只是蛋白質(zhì)或所述蛋白質(zhì)的混合物。多糖膠與蛋白質(zhì)可能會(huì)發(fā)生相互作用，并與加工條件尤其加工時(shí)的pH有關(guān)，這種作用會(huì)降低或者甚至?xí)茐娜榛阅堋＿@是一個(gè)容易為技術(shù)專家所解決的問題，他們能正確選擇混合物并在采用這種混合物時(shí)優(yōu)化加工條件。
作為脂溶性維生素，維生素E或其酯(例如維生素E乙酸酯)、維生素A或其酯(例如維生素A乙酸酯和維生素A棕櫚酸酯)、維生素K(植物性維生素K)以及維生素D3(膽鈣化醇)是本發(fā)明涉及的維生素。維生素E或其酯是優(yōu)選的脂溶性維生素，而維生素E乙酸酯是最優(yōu)選的。這類維生素可商購得到，也可由技術(shù)熟練人員用常規(guī)方法制得。維生素可以純態(tài)、或以存在于適宜稀釋劑如油脂或食用油(如大豆油)中的形態(tài)使用。因此，在本發(fā)明粉狀組合物中的微滴可含有一種或多種純態(tài)維生素或存在于適宜稀釋劑中的維生素。
因此，優(yōu)選的粉狀組合物包含分散在如上所述基質(zhì)組分中的脂溶性維生素微滴，其中(ⅰ)微滴的平均直徑為約70-200納米，優(yōu)選為約70-約150納米，更優(yōu)選約80-約120納米，最優(yōu)選約100納米；(ⅱ)脂溶性維生素選自維生素E或其酯、維生素A或其酯、維生素K以及維生素D3；以及(ⅲ)基質(zhì)組分包含具有乳化能力的天然多糖膠或具有乳化能力的蛋白質(zhì)。
最優(yōu)選的脂溶性維生素是維生素E乙酸酯，而基質(zhì)選自阿拉伯膠、茄替膠和明膠，優(yōu)先選自阿拉伯膠或明膠，更優(yōu)選為阿拉伯膠。
本發(fā)明組合物可包含約0.5-75％(重量)脂溶性維生素(組合物“效價(jià)”)和約99.5-25％(重量)的基質(zhì)組分(以干重量計(jì))，各組分總重量添加至100％(重量)。
脂溶性維生素的優(yōu)選百分含量為約15％-約40％，最優(yōu)選為約25％(重量)(以組合物中各組分總重量計(jì))，而所述組合物(按最終粉狀產(chǎn)品)通常含有約1-3％(重量)的水分。
組合物可只含維生素和基質(zhì)組分，該兩組分的總百分含量達(dá)100％。組合物也可含少量殘留水分，殘留水分的多少取決于所采用的干燥技術(shù)，這一點(diǎn)對(duì)熟練的專業(yè)人員來說是顯而易見的。殘留水分一般可達(dá)約4.0％(重量)。另外，也可向維生素粉狀組合物添加其它成分，例如維生素保護(hù)劑如單一的蔗糖或麥芽糖糊精，或者兩者復(fù)配物，和/或抗氧化劑，并相應(yīng)地調(diào)整維生素和基質(zhì)組分的用量。因此，本發(fā)明的還有一個(gè)形態(tài)是一種脂溶性維生素與基質(zhì)組分的比例為約1∶99-約3∶1的組合物。優(yōu)選的組合物包含約15-約40％(重量)脂溶性維生素和約60-85％(重量)基質(zhì)組分。脂溶性維生素與基質(zhì)組分的優(yōu)選比例為約1∶8-1∶1，更優(yōu)選約1∶5.7-1∶1.5。在一種特別優(yōu)選的組合物中，脂溶性維生素是維生素E或維生素E乙酸酯，基質(zhì)組分是阿拉伯膠或明膠，特別是阿拉伯膠。
本發(fā)明的還有一個(gè)形態(tài)是一種包含如上所述的脂溶性維生素、基質(zhì)組分、非必選防腐劑和水的乳液組合物，其中乳液微滴直徑不超過約70-約200納米。
一種優(yōu)選的乳液包含約5％-約20％(重量)，優(yōu)選約7.5％-約20％脂溶性維生素，約30％-40％(重量)基質(zhì)組分和約50％-約55％水；其中所有組分的重量％達(dá)100％。
該乳液可用來制備本發(fā)明粉狀組合物。優(yōu)選的基質(zhì)組分的規(guī)定同上。優(yōu)選的維生素為維生素E及其乙酸酯。當(dāng)含有其它組分如防腐劑時(shí)，維生素、基質(zhì)組分和水分的百分含量可作相應(yīng)調(diào)整。
片劑，具體說泡騰片是本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)。這種片劑包含如上規(guī)定的脂溶性維生素和基質(zhì)組分。這種泡騰片是優(yōu)選由本發(fā)明的粉狀組合物通過如本文所述的常規(guī)壓片方法而制得的。當(dāng)片劑被加到液體如水、礦質(zhì)水或飲料中時(shí)，該片劑溶解后就可制得一種不會(huì)形成脂溶性維生素環(huán)形圈的液體，所謂環(huán)形圈是指該液體上部分離出的脂溶性維生素層。本發(fā)明的片劑可由本文所述的任何粉狀組合物制成，例如其中優(yōu)選的基質(zhì)是如上所述的膠料，特別是阿拉伯膠、阿拉伯半乳聚糖、茄替膠或明膠，優(yōu)選阿拉伯膠，優(yōu)選的維生素是維生素E及其乙酸酯的組合物。
本發(fā)明還涉及由上述粉狀組合物或乳液制成的飲料，本發(fā)明也涉及包含下述(ⅰ)與(ⅱ)混合物的飲料(ⅰ)如上述的基質(zhì)組分和含量達(dá)營養(yǎng)性增補(bǔ)量的、平均直徑為約70-約200納米，優(yōu)選約70-約150納米的微滴脂溶性維生素；和(ⅱ)包含果汁和/或水，非必選風(fēng)味料的液體；使飲料重量達(dá)100％。
如上所述的飲料是優(yōu)選的，其中(ⅰ)脂溶性維生素選自維生素E或其酯、維生素A或其酯、維生素K以及維生素D3，(ⅱ)基質(zhì)是如上所述的膠料或蛋白質(zhì)，特別是阿拉伯膠、阿拉伯半乳聚糖，茄替膠或明膠，優(yōu)選為阿拉伯膠或明膠。
最優(yōu)選飲料中的脂溶性維生素是維生素E乙酸酯，基質(zhì)是阿拉伯膠或明膠。維生素優(yōu)選用量是每100克液體為約2-12毫克維生素E。特別優(yōu)選用量是每100克液體為3.2-8.0毫克。最優(yōu)選的是每100克液體為約6.0毫克。
作為一般飲料的液體可以是約3％果汁和97％水，或者含0.05％風(fēng)味料、1.95％果汁和98％水。甜味劑、防腐劑和穩(wěn)定劑以及其它已知飲料成分也可以包含在飲料中。當(dāng)飲料中包含這些成分時(shí)，果汁、風(fēng)味料和水的百分含量應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。
對(duì)于清沏的飲料來說，優(yōu)選飲料的光學(xué)透明度應(yīng)與添加粉料前沒有明顯的不同，例如，以目視檢驗(yàn)時(shí)不出現(xiàn)明顯的混濁。
本發(fā)明還涉及包含下述(ⅰ)與(ⅱ)混合物的飲料
(ⅰ)如上所述營養(yǎng)性增補(bǔ)量的脂溶性維生素和基質(zhì)組分，和(ⅱ)包含果汁和/或水，非必選風(fēng)味料的液體，使飲料重量達(dá)100％，當(dāng)飲料中每100克液體包含不超過6毫克維生素時(shí)，這種飲料的光學(xué)透明度不超過20NTU。
本發(fā)明飲料是優(yōu)選通過向一種飲料添加本發(fā)明粉狀組合物而制得的。向液體添加本發(fā)明粉狀組合物不需特殊的步驟或激烈的混合，只要將粉狀組合物添加到液體中并經(jīng)搖動(dòng)或攪拌以混合至肉眼看不見粉狀顆粒即可。按本文所述方法將本發(fā)明的任何一種或多種粉狀組合物添加到一種飲料中，可得到本發(fā)明的飲料，例如強(qiáng)化飲料。例如，脂溶性維生素可以是一種或多種的維生素E或其酯、維生素A或其酯、維生素K及維生素D3，特別是維生素E和維生素E乙酸酯。基質(zhì)可以是如上規(guī)定的包括優(yōu)選的基質(zhì)組分。
可按營養(yǎng)恢復(fù)量添加脂溶性維生素，即添加足夠量的維生素以代替天然存在于飲料(如果汁或牛奶)中、而在加工期間已經(jīng)失去或失活的維生素。也可按營養(yǎng)性增補(bǔ)量添加脂溶性維生素，即根據(jù)RDA(推薦的每日需要量)和其它這類標(biāo)準(zhǔn)所確認(rèn)的兒童或成人所需的維生素合理用量，優(yōu)選為RDA的一倍至三倍量添加。技術(shù)人員是容易根據(jù)RDA和其它這類標(biāo)準(zhǔn)來確定液體(如飲料)強(qiáng)化所需的營養(yǎng)增補(bǔ)量脂溶性維生素?cái)?shù)量的。優(yōu)選的維生素E含量為每100克液體約2-12毫克維生素E，特別優(yōu)選含量為每100克液體約3.2-8.0毫克，最優(yōu)選含量為每100液體約6.0毫克。因此，為了使飲料中的維生素E濃度達(dá)到每100克液體約2-12毫克或3.2-8.0毫克，可將本發(fā)明粉狀組合物添加到飲料中。對(duì)效價(jià)較維生素E高的脂溶性維生素來說，以添加能制成每100克液體中含2-12毫克這種維生素(在稀釋劑(例如食用油)中)的粉狀組合物為佳。這就是說，將該維生素在稀釋劑中進(jìn)行稀釋，使每100克液體中含相當(dāng)于2-12毫克維生素E的這種維生素(在稀釋劑中)以達(dá)到營養(yǎng)性增補(bǔ)量，如RDA的倍數(shù)，優(yōu)選RDA的1-3倍。例如，對(duì)于維生素D3來說，RDA為400國際單位(IU)。因此，本發(fā)明的維生素D3組合物應(yīng)能使100克液體中的優(yōu)選含量為400IU維生素D3(在稀釋劑中)的15％-40％(重量)。這種計(jì)算同樣也適用于其它脂溶性維生素。另一方面，未稀釋的維生素本身也可用來制備粉狀組合物。是否需要對(duì)脂溶性維生素進(jìn)行稀釋取決于維生素的效價(jià)，一個(gè)熟練的專業(yè)人員是熟知如何進(jìn)行合理配制的。
粉狀組合物的添加量視該粉料的效價(jià)即粉料中維生素的含量而定，本發(fā)明中維生素含量為約0.5％-約75％(重量)。優(yōu)選粉料的效價(jià)為約25％-約40％。一般來說，粉料中微滴直徑越小，在液體中產(chǎn)生的混濁度越低。根據(jù)微滴的大小、所要求的強(qiáng)化水平及混濁度，技術(shù)人員為獲得所需的光學(xué)透明度應(yīng)會(huì)隨粉料效價(jià)的大小來決定需添加的粉料量。如果待增補(bǔ)的飲料本來是混濁的，那么NTU的增加是沒有多大意義的，因而可在較大范圍內(nèi)容許混濁度升高。
本發(fā)明的飲料可以是碳酸飲料，如加香的賽爾脫茲礦泉水、軟飲料或礦質(zhì)飲料以及非碳酸果汁、果汁混合飲料和這些飲料的濃縮物。充碳酸氣的軟飲料，尤其是果汁和可樂飲料，以及不充氣飲料和蜜汁飲料、全濃度飲料或者含至少約45％(重量)果汁的飲料濃縮物也都是本發(fā)明所涉及的。
作為實(shí)例，用作本文中水果汁和水果風(fēng)味料的類型包括葡萄、梨、西番蓮果、菠蘿、香蕉或香蕉泥、杏、橙、檸檬、葡萄柚、蘋果、酸果蔓、番茄、芒果、木瓜、萊母酸橙、紅桔、櫻桃、覆盆子、胡蘿卜以及它們的混合物。此外，人造風(fēng)味料如可樂或源自這些果汁的天然風(fēng)味料都可用于飲料中。巧克力風(fēng)味料及其它非水果風(fēng)味料也可用于含維生素和礦質(zhì)的飲料中。此外，得自乳牛的牛奶或人造乳也是一種本發(fā)明所涉及的飲料，即一種可添加本發(fā)明粉狀組合物的奶類飲料。牛奶本身可包含其它飲料成分，特別是風(fēng)味料如巧克力、咖啡或草莓。本文所用的術(shù)語“果汁產(chǎn)品”是指果汁和蔬菜汁飲料以及包含至少約45％果汁的水果和蔬菜汁濃縮物。用于本文的蔬菜包括非水果的可食植物部分如莖、葉、皮，如果沒有另外說明，也包括能為果汁或飲料增加香味的任何谷物、堅(jiān)果、豆類和幼芽。
運(yùn)動(dòng)飲料作為能以本發(fā)明粉狀組合物增補(bǔ)的飲料也是本發(fā)明所涉及的。典型的運(yùn)動(dòng)飲料包含水、蔗糖糖漿、葡萄糖-果糖糖漿以及天然或人造風(fēng)味料。這些飲料也可含檸檬酸、檸檬酸鈉、磷酸二氫鉀以及其它用于出汗時(shí)補(bǔ)充電介質(zhì)損失的物質(zhì)。
本文所用的術(shù)語“果汁飲料”是指單倍、即食、可飲用形態(tài)的水果汁或蔬菜汁產(chǎn)品，本發(fā)明的果汁飲料可以是包含至少約95％果汁的“全濃度”型飲料。全濃度果汁飲料也包括100％果汁產(chǎn)品例如橙汁、檸檬汁、蘋果汁、覆盆子汁、櫻桃汁、杏汁、梨汁、葡萄柚汁、葡萄汁、萊姆酸橙汁、紅桔汁、胡蘿卜汁、菠蘿汁、甜瓜汁、芒果汁、木瓜汁、西番蓮果汁、香蕉汁和香蕉泥、酸果蔓汁、番茄汁、胡蘿卜汁、圓白菜汁、芹菜汁、黃瓜汁、菠菜汁以及這些果菜汁的各種混合汁。果汁飲料也包括稱為“蜜汁飲料”的果汁延伸產(chǎn)品。這類果汁延伸產(chǎn)品一般包含約50-約90％果汁，優(yōu)選包含約50％-約70％果汁。蜜汁飲料通常已經(jīng)添加有蔗糖或人造甜味劑或碳水化合物代用品。本文所用的術(shù)語“柑桔汁”是指選自橙汁、檸檬汁、萊姆酸橙汁、葡萄柚汁、紅桔汁以及它們的混合物的水果汁。
本文所用的術(shù)語“果汁原料”是指濃縮的果汁或蔬菜汁及其它果汁用料如果汁香味物質(zhì)和揮發(fā)性芳香物質(zhì)、果皮香油以及果漿或果渣。本文所用的術(shù)語“果汁濃縮物”是指當(dāng)用適量水稀釋時(shí)能形成可飲用的果汁飲料的水果汁或蔬菜汁產(chǎn)品。本發(fā)明范圍的果汁濃縮物一般用3份-5份(重量)水沖稀時(shí)能配成可飲用的飲料。
本文所用的術(shù)語“飲料濃縮物”或“裝瓶糖漿”是指風(fēng)味料、水和約10％-約60％糖或碳水化合物代用品(即蔗糖、葡萄糖、玉米糖漿固體、果糖、糊精、聚葡萄糖以及它們的混合物)的混合物。
飲料和飲料濃縮物中的風(fēng)味料組分包括選自水果型風(fēng)味料、蔬菜型風(fēng)味料、植物風(fēng)味料以及它們的混合物的風(fēng)味料。本文所用術(shù)語“水果型風(fēng)味料”是指源自可食用種籽植物的繁殖部分，特別是一種與種籽有關(guān)的甜漿的風(fēng)味料，“蔬菜型風(fēng)味料”是指源自種籽的其它可食部分和其它植物的風(fēng)味料。術(shù)語“水果型風(fēng)味料”和“蔬菜型風(fēng)味料”也包括以合成方法模擬天然來源水果、蔬菜香味制得的風(fēng)味料。特別優(yōu)選的水果型風(fēng)味料包括橙、檸檬、萊姆酸橙和葡萄柚的柑桔風(fēng)味料。除柑桔風(fēng)味料外，其它水果型風(fēng)味料如蘋果、葡萄、櫻桃、菠蘿、芒果以及木瓜風(fēng)味料等也是可采用的。這些水果風(fēng)味料可來自天然資源如果汁和風(fēng)味油或由合成方法制造。本文所用術(shù)語“植物風(fēng)味料”是指源自非水果的植物部分的風(fēng)味料，即源自堅(jiān)果、樹皮、根及葉以及豆類如咖啡、可可和香草的風(fēng)味料?！爸参镲L(fēng)味料”中還包括以合成方法模擬天然來源植物香味制造的風(fēng)味料，這類風(fēng)味料的實(shí)例包括可樂、茶、咖啡、巧克力、香草、杏仁等。植物風(fēng)味料可從天然資源如精油和提取物獲得或可以合成方法制得。
風(fēng)味料組分可包括各種風(fēng)味料的混合物例如檸檬與萊姆酸橙風(fēng)味料的混合物、可樂與柑桔形成的可樂風(fēng)味料等。根據(jù)需要，果汁如橙、檸檬、萊姆酸橙、蘋果、葡萄、胡蘿卜、芹菜等果蔬汁也可用在風(fēng)味料組分中。風(fēng)味料組分中的風(fēng)味料有時(shí)會(huì)形成可分散在飲料濃縮物中的乳液微滴。由于這些微滴的比重常比水小，因而會(huì)形成分離相，通常，可采用增重劑(也可起混濁劑作用)以使乳液微滴保持在所分散的飲料中。這類增重劑的實(shí)例是溴化的植物油(BVO)和松香酯，特別是酯膠，見L.F.Green，《軟飲料技術(shù)進(jìn)展》，Vol.1,(Applied SciencePublishes Ltd.1978),pp.87-93，該文獻(xiàn)對(duì)增重劑和混濁劑在液體飲料中的應(yīng)用作了進(jìn)一步的說明。除增重劑外，乳化劑和乳液穩(wěn)定劑也可用來穩(wěn)定乳液微滴。能賦予飲料和飲料濃縮物香味特征(“香味增強(qiáng)作用”)的風(fēng)味料組分的實(shí)際用量可隨所選的風(fēng)味料、所要求的香味效果以及風(fēng)味料組分的形態(tài)而定。風(fēng)味料組分可以是飲料組合物重量的至少0.05％(重量)，而通常為碳酸飲料的0.1％-2％(重量)。當(dāng)果汁用作風(fēng)味料時(shí)，則該風(fēng)味料組分可占高達(dá)飲料重量的25％(按單倍濃度計(jì))，優(yōu)選為碳酸飲料重量的5％-15％。
將二氧化碳導(dǎo)入與飲料糖漿相混合的水中或?qū)霙_稀后的可飲用的飲料中可得到充碳酸氣飲料。該充碳酸氣飲料可裝在容器如瓶或罐中，然后密封。任何常規(guī)充碳酸氣的方法都可用來制作本發(fā)明充碳酸氣飲料。導(dǎo)入飲料中的二氧化碳數(shù)量可隨所用的具體風(fēng)味料體系和所要求的充碳酸氣量而定。通常，本發(fā)明充碳酸氣飲料含1.0-4.5體積二氧化碳。優(yōu)選的充碳酸氣飲料含2-約3.5體積二氧化碳。
本發(fā)明也特別適用作飲料和飲料濃縮物(包括柑桔類果汁)的增補(bǔ)劑。這類飲料可含3％-100％果汁或約0.05％-約10％人造或天然風(fēng)味料，尤其是橙汁。用于本發(fā)明方法中的濃縮橙汁、橙汁香味料和揮發(fā)性芳香物質(zhì)、果漿和果皮油可從標(biāo)準(zhǔn)橙汁獲得。見Nagy等人，《柑桔科學(xué)與技術(shù)》，Vol.2(AVI出版公司，1977),pp.177-252關(guān)于橙、葡萄柚和紅桔的標(biāo)準(zhǔn)加工方法。(也可參看Nelson等人，《水果汁與蔬菜汁加工技術(shù)》(第3版，AVI出版，1980)pp.180-505，關(guān)于提供非柑桔汁產(chǎn)品的果汁來源和果汁物料的非柑桔(如蘋果、葡萄、菠蘿等)汁的標(biāo)準(zhǔn)加工方法。
為調(diào)整果汁中糖與酸的比例、常常將不同來源的果汁混合在一起。將各種不同的橙汁混合在一起或?qū)⒉煌旌显谝黄鹂傻玫剿柘阄逗吞撬岜鹊墓?duì)果汁來說，糖酸比為約8∶1-約20∶1可認(rèn)為是合格的。然而，優(yōu)選的糖酸比一般為約11∶1-約15∶1，特別是對(duì)柑桔果汁來說。
甜味劑包括通常存在于果汁產(chǎn)品中的糖類，例如葡萄糖、蔗糖和果糖。糖類也包括高果糖玉米糖漿、轉(zhuǎn)化糖漿、糖醇(包括山梨醇)、精制糖漿以及它們的混合物。除糖以外，本發(fā)明的果汁延伸飲料可含其它甜味劑。其它適用的甜味劑包括糖精、環(huán)己基氨基磺酸鹽、乙?；前?、L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸低級(jí)烷基酯甜味劑(如天冬甜素)。用于這種果汁延伸產(chǎn)品中的一種特別優(yōu)選的甜味劑是天冬甜素。對(duì)于單倍果汁飲料來說，糖含量的范圍為約2°-約16°Brix(白利糖度)(16°Brix是指該果汁含約16％可溶性固體)。通常，這種飲料的糖含量隨所含果汁量而定。對(duì)于含至少約95％果汁的全濃度飲料來說，糖含量通常為約5°-約14°Brix；對(duì)于含約50％-約90％果汁的果汁延伸飲料來說，糖含量通常為約5°-約13°Brix(沒有其它甜味劑)或?yàn)榧s2°-約8°Brix(含其它甜味劑)。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的果汁濃縮物來說，糖含量范圍可為約6°-約75°Brix。通常，這類果汁濃縮物的糖含量為約20°-約50°Brix。對(duì)于橙汁濃縮物，糖含量優(yōu)選為約35°-約50°Brix。
本發(fā)明飲料中甜味劑的有效用量隨具體所用的甜味劑和所要求的甜度而定。對(duì)于無熱量甜味劑來說，該用量隨具體甜味劑的甜度而定。對(duì)糖來說，這一用量可為1％-14％(一般為6％-14％)(以碳酸飲料重量計(jì))。優(yōu)選的飲料含9％-13％(重量)糖。在確定本發(fā)明飲料中糖含量時(shí)，還應(yīng)包括風(fēng)味料組分(如果汁)中的糖及其它甜味劑。也可將含無熱量甜味劑(如天冬甜素)與糖(如高果糖玉米糖漿)的低熱值甜味劑混合物用于飲料中。對(duì)飲料糖漿來說，飲料糖漿中的糖含量為約10％-約60％，優(yōu)選為約40％-約60％。除甜味劑外，飲料還可經(jīng)水溶性或脂溶性維生素強(qiáng)化的?？蓪⒈景l(fā)明組合物添加在已含有或之后再添加不是本發(fā)明脂溶性維生素組合物的飲料中。
經(jīng)光學(xué)透明的脂溶性維生素組合物營養(yǎng)性增補(bǔ)的各種飲料和飲料濃縮物可包裝在供特定飲料或飲料濃縮物用的常規(guī)包裝容器中，在某些情況下，濃縮物是經(jīng)冷凍的。
如果需將脂溶性維生素(如維生素E)混入化妝品中，則也可將本發(fā)明粉狀組合物添加到化妝品中。如果化妝品是呈光學(xué)透明的，采用本發(fā)明的優(yōu)選組合物可避免化妝品混濁度的增加?；瘖y品包括用于皮膚、毛發(fā)或指甲的任何物質(zhì)，例如護(hù)膚品(如香脂、護(hù)膚水、或棒狀護(hù)膚品、各種油膏)，用于面部、眼部或唇部的化妝用品，香波和調(diào)理劑、指甲上光劑等?；瘖y品也可含有用于化妝品工業(yè)的其它活性成份。本發(fā)明也涉及以油膏、護(hù)膚水等形態(tài)用于局部敷用的藥物組合物。化妝品配方對(duì)于技術(shù)人員來說是眾所周知的。本發(fā)明的粉狀組合物可在生產(chǎn)過程的適當(dāng)時(shí)候添加，使之充分地與化妝品混合。
包含平均直徑為約70-約200納米(優(yōu)選約70-約150納米，更優(yōu)選約80-約120納米，而最優(yōu)選為約100納米)的、并分散在如上文規(guī)定的基質(zhì)中的脂溶性維生素微滴的本發(fā)明粉狀組合物可通過下列步驟制得
(a)使水與上文規(guī)定的基質(zhì)混合足夠的時(shí)間，以使基質(zhì)組分溶入水中；(b)向步驟(a)的溶液中添加脂溶性維生素形成初乳液，優(yōu)選初乳液的固含量如上所述，優(yōu)選為約30％-約50％，更優(yōu)選為約45％；(c)混合步驟(b)的初乳液至乳液中微滴大小達(dá)到1500納米或1500納米以下；(d)在溫度為約5℃-約75℃，壓力為約10000-約60000磅/平方英寸(約680-約4080巴)，優(yōu)選為約25000磅/平方英寸(約1700巴)下，乳化(c)步驟的初乳液，以得到由平均直徑為約70-約200納米的微滴構(gòu)成的維生素增補(bǔ)乳液；及(e)干燥步驟(d)的乳液，從而得到包含平均直徑為約70-約200納米、并分散在基質(zhì)組分中的脂溶性維生素微滴的粉狀組合物。
為了保證基質(zhì)組分迅速溶于水中和充分利用其官能度，步驟(a)可在任何適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行。為了保證在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)完全溶解基質(zhì)組分，最好將其加熱至70℃或80℃，之后，將制得的溶液冷卻至約室溫或稍高于室溫(約30℃)。為了達(dá)到所要求的微滴大小，可通過一次或多次重復(fù)乳化步驟(d)來達(dá)到所要求的微滴大小，即將初乳液導(dǎo)入均質(zhì)器容器中、經(jīng)乳化、導(dǎo)出均質(zhì)器容器，再重新導(dǎo)入均質(zhì)器容器中經(jīng)乳化，直至微滴達(dá)到所要求的大小。通常，至少需要通過均質(zhì)器5-20次。這些重復(fù)均質(zhì)過程通常在相同壓力和相同的系統(tǒng)參數(shù)下進(jìn)行，但每次均質(zhì)也可采用不同的壓力(其它系統(tǒng)參數(shù)也可不同)。對(duì)一次均質(zhì)的時(shí)間沒有嚴(yán)格的規(guī)定，每次均質(zhì)時(shí)間的長短隨包括乳液粘度、批量大小、流動(dòng)速率和壓力在內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)而定。這些參數(shù)又隨所選的嚴(yán)格的工藝形式而定，并可由技術(shù)人員加以修改，以便獲得所需的結(jié)果。乳化過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行至通過微粒大小分析(例如通過如上述的光散射法測定)表明微滴大小已達(dá)到預(yù)定的要求。重要的是，為了能使乳液微粒大小降至所要求的大小，均質(zhì)步驟是在如上所述的超高壓下運(yùn)行的。均質(zhì)溫度如在均質(zhì)器出口測量的優(yōu)選低于70℃。然后，通過已知工藝如冷凍干燥、流態(tài)床干燥、小珠粒成形，但優(yōu)選通過噴霧干燥使乳液轉(zhuǎn)變成粉狀，從而得到包含平均直徑為約70-約200納米(優(yōu)選為70-約150納米，更優(yōu)選約80-約120納米，而最優(yōu)選為100納米)的、并分散在天然多糖膠或蛋白質(zhì)基質(zhì)中的脂溶性維生素微滴的粉狀組合物。由本方法制造的粉狀組合物是本發(fā)明的一個(gè)方面。
當(dāng)由最終乳液形成的粉狀組合物再被分散在液體中時(shí)，可制得微滴大小一般較噴霧干燥前的微滴大約5-15納米的乳液。如此制得的粉狀組合物包含如200納米或更小的維生素微滴。當(dāng)這種粉狀組合物被加到液體中時(shí)，可形成平均直徑為約70-約200納米，優(yōu)選為約70-約150納米，最優(yōu)選為約100納米的微滴。這樣大小的微滴對(duì)于按每100克飲料達(dá)到約2-約12毫克，優(yōu)選約3.2-約8毫克，特別是以約6毫克維生素的強(qiáng)化水平添加到飲料中來說，是很適宜的。如上所述，維生素E可以純態(tài)添加(即每100克添加6毫克維生素)。然而，效價(jià)較高的脂溶性維生素優(yōu)選是先將其稀釋，以使添加的是與6毫克維生素E相當(dāng)?shù)木S生素稀釋劑溶液而不是6毫克純維生素。在添加這樣的維生素后，得到的飲料不會(huì)出現(xiàn)環(huán)形圈。此外，所加的維生素具有優(yōu)異的生物利用率。
對(duì)于原先是光學(xué)透明的飲料，為了保持其光學(xué)透明性可以添加本發(fā)明的優(yōu)選組合物，所得飲料的NTU不會(huì)超過30，優(yōu)選約10-15，尤其在較低的強(qiáng)化水平時(shí)。通常，在所需的強(qiáng)化水平下，微滴直徑為約120納米是符合關(guān)于光學(xué)透明性要求的，不會(huì)明顯增加NTU。通常，微滴直徑越小，可優(yōu)選用于強(qiáng)化水平越高的飲料中。因此，為使光學(xué)透明飲料的混濁度降至最低，具有較大平均直徑維生素微滴的粉料應(yīng)當(dāng)用在較低強(qiáng)化水平的飲料中，而具有較小平均直徑維生素微滴的粉料可優(yōu)選用在較高強(qiáng)化水平的飲料中。關(guān)于這方面，圖2提供了微滴大小與光學(xué)透明度之間相互關(guān)系。從圖2的最佳擬合曲線可見，兩者粗略地呈線性關(guān)系，對(duì)于同一強(qiáng)化水平的飲料來說，當(dāng)微滴大小增加時(shí)，NTU也隨之增加。因此，光學(xué)透明度(NTU)是組合物微滴大小的函數(shù)。
為了獲得本發(fā)明的乳液和粉狀組合物，上述工藝參數(shù)是可在提供的范圍內(nèi)變更的。這些可適當(dāng)變化的參數(shù)是乳化步驟中的壓力和溫度、固含量即維生素加初乳液中基質(zhì)組分的重量百分比、固含量中脂質(zhì)組分即固含量中包括任何可食用的稀釋劑(如油脂)的維生素的重量百分比、以及通過乳化步驟的次數(shù)。為了獲得包含直徑為200納米或200納米以下、效價(jià)(維生素的重量百分比)為約0.5％-75％，特別是約25％-約40％，并達(dá)到數(shù)倍RDA，優(yōu)選1-3倍RDA維生素，最優(yōu)選是每8盎司液體為5-30毫克維生素(純態(tài)或經(jīng)稀釋劑稀釋的)的強(qiáng)化水平的維生素微滴的粉狀組合物，可在本發(fā)明的指導(dǎo)范圍內(nèi)變更這些參數(shù)。
本發(fā)明粉狀組合物的效價(jià)是以初乳液中脂溶性維生素的含量來確定的。例如，乳液中含約5％-約15％(重量)維生素(純維生素或經(jīng)稀釋劑稀釋的維生素)可粗略地估計(jì)出粉狀組合物的效價(jià)為約10％-30％(重量)。然而，為了使制得的粉狀組合物具有所需的效價(jià)，技術(shù)人員會(huì)按照本發(fā)明提供的指導(dǎo)改變?nèi)橐汉康摹?br> 通常，對(duì)于獲得指定大小微滴的乳液來說，壓力越低，需要經(jīng)均質(zhì)乳化的次數(shù)就越多。類脂含量越高，需要經(jīng)均質(zhì)乳化的次數(shù)也越多。如上所述，乳液微滴的大小確定了所得粉狀組合物中微滴的大小，粉狀組合物加到液體中所形成的微滴比初始乳液中微滴大約5-15納米。粉狀組合物的效價(jià)大約是乳液中類脂含量(對(duì)純維生素而言)的兩倍。為了制得所需大小的微滴，按以上所述方法對(duì)乳液進(jìn)行處理，下面將作詳細(xì)說明。如果需要較高水平的強(qiáng)化，那么制得粉狀組合物的微滴大小優(yōu)選處于規(guī)定范圍的下限。通過提高乳化處理的壓力或增加均質(zhì)乳化的次數(shù)，可制得直徑較小的微滴。如果可提高乳化處理壓力，則在高壓下經(jīng)規(guī)定次數(shù)均質(zhì)乳化后可得到較小的微滴。然而，如果乳化處理壓力不可能提高(例如15000磅/平方英寸(1020巴)，是所使用設(shè)備的上限)，那么通過增加均質(zhì)乳化的次數(shù)也可得到相同的結(jié)果。
對(duì)于得到一種包含一定大小微滴、用于所需強(qiáng)化的飲料中能保證合格混濁度的粉狀組合物來說，由添加的該粉狀組合物所形成的微滴大小是最重要的變量。為得到相同的強(qiáng)化水平，較高效價(jià)的粉狀組合物的添加量可比較低效價(jià)的粉狀組合物少，但如果較高效價(jià)粉狀組合物的微滴直徑較大，那么即使添加量較少也不能忽略微滴大小的影響而會(huì)產(chǎn)生較高的混濁度。
為了制得本發(fā)明的粉狀組合物，上述參數(shù)可在以下范圍內(nèi)變動(dòng)壓力范圍為約10000磅/平方英寸(約680巴)-約60000磅/平方英寸(約4080巴)，優(yōu)選為約20000磅/平方英寸(約1360巴)-約35000磅/平方英寸(約2380巴)，特別優(yōu)選為約30000磅/平方英寸(約2040巴)。固含量優(yōu)選不超過60％。優(yōu)選初乳液中的固含量為約30％-約50％，優(yōu)選約45％，優(yōu)選的類脂含量為約10％-約50％。優(yōu)選的效價(jià)為約25％-約40％。乳液中微滴大小達(dá)到約70-約200納米所需的均質(zhì)乳化循環(huán)次數(shù)可隨各參數(shù)而調(diào)整。
上述方法的各步驟可通過眾所周知的方法、常規(guī)試劑和設(shè)備來實(shí)施。技術(shù)人員能根據(jù)本文提供的指導(dǎo)，在本發(fā)明范圍內(nèi)調(diào)整乳液、固含量和類脂含量(效價(jià))、壓力、溫度和均質(zhì)乳化的循環(huán)次數(shù)，以便制得本發(fā)明的粉狀組合物。
更具體地說，粉狀組合物是通過對(duì)包含脂溶性維生素和基質(zhì)組分的初乳液進(jìn)行乳化(例如本發(fā)明的乳液)而制得的。一旦乳液達(dá)到所要求的微粒大小，就將其噴霧干燥成粉料。該粉料的效價(jià)就是該粉料所含維生素的重量百分比。
初乳液是通過使含有適量水性基質(zhì)組分的脂溶性維生素均質(zhì)化而制得的，這種乳液可制成一種當(dāng)溶于液體中會(huì)形成約70-200納米，優(yōu)選約70-150納米，更優(yōu)選約80-120納米而最優(yōu)選為約100納米大小微滴的粉狀產(chǎn)品。例如一種含約5-15％(重量)脂溶性維生素、30-40％(重量)基質(zhì)組分以及50-55％(重量)水的乳液。這種乳液可在適當(dāng)容量的、可進(jìn)行加熱和冷卻的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)容器中制備。向容器中加入水和基質(zhì)組分?？蓪⒒旌衔锛訜嶂良s80℃，但這并不是必需的。攪拌混合物直至基質(zhì)組分溶解。
然后使溶液留在容器中冷卻到室溫至約30℃，接著緩慢地添加脂溶性維生素。在容器(例如采用膠體磨或任何其它常規(guī)混合裝置)中，使該混合物均質(zhì)成微滴小于1500納米的初乳液。微滴大小可用常規(guī)粒度分析儀測定。一種優(yōu)選的測定方法是激光光散射技術(shù)。MalvenZetasizer 3或Autosizer Iic(Malvern Instruments,Southborough,MA)是激光光散射測定裝置的一個(gè)實(shí)例。
然后采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和容器對(duì)初乳液作進(jìn)一步乳化。所選的設(shè)備應(yīng)能達(dá)到足夠高的壓力。適用的設(shè)備是Microfluidizer，如購自Microfluidics International Corporation(Newton,MA)的M-210C-E/H、M-110ET、M-610-C和M-140K各型號(hào)。也可采用水射流式設(shè)備(如由Jet Edge Inc.(Minneapolis,MN)制造的設(shè)備)。為了防止Microfluidizer堵塞，可通過適宜的濾網(wǎng)將初乳液從貯槽中轉(zhuǎn)移至乳化設(shè)備中。進(jìn)行均質(zhì)的溫度(所謂均質(zhì)是指進(jìn)一步乳化)最好保持在室溫(約20-25℃)或約30℃至不超過75℃，所用冷卻系統(tǒng)如冰水浴是為了控制乳液的溫度。乳化設(shè)備中的增壓泵應(yīng)設(shè)定適當(dāng)?shù)膲毫Α?yīng)指出的是，設(shè)備中壓力可能會(huì)在較大范圍內(nèi)發(fā)生波動(dòng)，壓力波動(dòng)與高壓增壓泵的活塞數(shù)有關(guān)。雙活塞Microfluidizer可能的變化范圍如7250-14500磅/平方英寸(500-1000巴)，三活塞增壓泵是優(yōu)選的。
均質(zhì)作用應(yīng)連續(xù)進(jìn)行足夠的循環(huán)次數(shù)，以獲得微滴大小符合要求的乳液。通常，在達(dá)到相同的微滴大小情況下，均質(zhì)過程的壓力越穩(wěn)定所需的均質(zhì)循環(huán)次數(shù)越少。然后，使乳液干燥以制得本發(fā)明的粉狀組合物。干燥步驟可通過任何一種標(biāo)準(zhǔn)方法來實(shí)施，例如在適當(dāng)?shù)膰婌F干燥器如Yamato小型噴霧干燥器中進(jìn)行噴霧干燥。
附圖的說明

圖1制備本發(fā)明粉狀組合物的典型工藝流程圖。1表示裝有聯(lián)合溶解盤和膠體磨的25升Fryma加工單元；2表示齒輪泵，最大流量1000升/小時(shí)，最大壓力100巴；3表示microfluidizer,M-210C-E/H,100升/小時(shí)，最大壓力2000巴；4表示帶冷水(約10℃)的熱交換器；5表示奶液罐；6表示連接到Minor噴霧干燥器的泵；7表示Minor(型號(hào)Hi-Tec)噴霧干燥器。
圖2含15.75％維生素E(以圓圈表示的)和含26.25％維生素E(以小方塊表示的)的水分散體的微滴大小(納米)對(duì)光學(xué)透明度(NTU)的關(guān)系圖。
以下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但不是對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1在不超過80℃的溫度下，將10千克阿拉伯膠(實(shí)施例1a)和明膠(實(shí)施例1b)分別溶解在23.3千克蒸餾水中。然后將該水溶液冷卻至約30℃。逐漸添加維生素E乙酸酯(1.87千克)，同時(shí)進(jìn)行均質(zhì)乳化直至乳液微滴大小低于1500納米。然后，用高壓均質(zhì)器(Microfluidics International Corporation[Newton,MA])對(duì)初乳液進(jìn)行均質(zhì)，并使乳液多次循環(huán)通過均質(zhì)器處理直至乳液微滴的平均直徑達(dá)到低于140納米。在均質(zhì)期間，以冷卻系統(tǒng)使乳液溫度保持在約35℃。
然后，用噴霧干燥器將乳液噴霧干燥，以得到含約15％維生素E乙酸酯的粉狀組合物。當(dāng)該粉狀組合物用于飲料強(qiáng)化時(shí)，飲料的混濁度沒有明顯增加，也沒有相分離發(fā)生，即維生素E乙酸酯類脂相不會(huì)從水相中離析而在表面上形成類脂層。
添加到飲料中的粉狀組合物量決定于所要求的強(qiáng)化水平。重要的是確定與所要求的強(qiáng)化水平相適應(yīng)的最佳微滴大小。
用本發(fā)明脂溶性維生素組合物或片劑增補(bǔ)飲料或飲料濃縮物，可通過技術(shù)人員所熟知的常規(guī)方法來實(shí)施。通常，只需將光學(xué)透明的脂溶性維生素組合物添加到飲料或飲料組合物或糖漿中并慢慢地將它們混合即可。通常的做法是將泡騰片投入飲料中并使其溶解即可(由于含有輔助制片成分，泡騰片不會(huì)形成光學(xué)透明的飲料，但只要片中其它成分本身不會(huì)產(chǎn)生環(huán)形圈的話，則添加片劑的飲料就不會(huì)出現(xiàn)環(huán)形圈)。將飲料濃縮物或糖漿與適量水，常常是1份濃縮物或糖漿與3-4份水共混，可將已添加脂溶性維生素的粉狀組合物的飲料濃縮物和糖漿配制成成品單倍飲料。配制用水可以是充碳酸氣的或未充碳酸氣的。
能以營養(yǎng)性增補(bǔ)量添加的實(shí)施例1a或1b的脂溶性維生素粉狀組合物的其它飲料實(shí)例包括(a)含55％橙汁和45％充碳酸氣水的“起泡”橙汁；(b)含25％梨汁、20％葡萄柚汁，其余為10％蔗糖-水的梨-葡萄柚蜜汁飲料；(c)含20％獼猴桃汁、15％葡萄柚汁，其余為水的獼猴桃-葡萄柚飲料；(d)含西番蓮汁、芒果汁、番石榴汁、菠蘿汁、木瓜汁、香蕉汁、杏汁、桔橙汁、梨汁和萊姆酸橙汁各10％的混合什錦果汁；(e)含20％奶制品、1％果膠、20％菠蘿汁、10％切碎的菠蘿果漿、16％玉米糖漿，其余為水的酸奶/果汁飲料；(f)含0.35％可樂香精乳液、11％糖、0.1％磷酸、0.1％檸檬酸和蘋果酸、焦糖色，其余為充碳酸氣水的可樂型飲料；(g)全濃度橙汁；(h)全濃度蘋果汁；(i)全濃度加香牛奶。
實(shí)施例2(泡騰片)將由含26.24％維生素E的實(shí)施例1a粉料和由含42.5％維生素E的實(shí)施例1b粉料制的泡騰片與現(xiàn)有的50％維生素E粉狀產(chǎn)品制的泡騰片進(jìn)行比較(見表1)。該對(duì)比用的50％維生素E粉是從Roche Vitaminsand Fine Chemicals(Nutley,NJ.)購得的。
列于表1中的一個(gè)配方是供對(duì)比試驗(yàn)用的。由對(duì)比用配方制的泡騰片(由干燥的50％維生素E粉料制的，CWS/F型)溶解后，如對(duì)著反射光觀看水面，在水面上可見到很小的維生素E油滴。
表1泡騰片 供應(yīng)商1 甘露醇，中等顆粒Roquette Frères,4 rue Patou,F-59022 Lille Cédex,France2 Hoechst AG,Postfach 800320 Frankfurt/Main 80,F.R. Germany
3 Givaudan Dübendorf AG,CH-8600 Dübendorf,Switzerland步驟Ⅰ．讓3-12組分經(jīng)1.00毫米篩網(wǎng)過篩并與1和2組分混合15分鐘；Ⅱ．壓成泡騰片。
結(jié)果由本發(fā)明含26.25％和42.5％維生素E的粉料制成的兩種試片都具有合格的硬度和崩解特性。該兩種試片的壓制外形與50％維生素ECWS/F型產(chǎn)品很接近。含42.5％維生素E的試樣27903-076比另一種試片有更好的硬度和稍短的崩解時(shí)間。
由本發(fā)明含26.25％和42.5％維生素E粉料制成的泡騰片崩解后，目視檢驗(yàn)水溶液表面沒有觀察到任何油滴。與此相反，不是由本發(fā)明組合物制的、50％維生素E CWS/F型產(chǎn)品的水溶液表面可見到油滴。
實(shí)施例3采用標(biāo)準(zhǔn)配方和如下方法，以本發(fā)明粉狀組合物制備維生素調(diào)理香波。按如下步驟利用實(shí)施例1a和實(shí)施例1b中制成的維生素E乙酸酯粉料進(jìn)行配制將在實(shí)施例1a或?qū)嵤├?b中制成的維生素E乙酸酯分散在水中，再將實(shí)施例1a或?qū)嵤├?b中制成的維生素E乙酸酯添加在單酰胺(Monamid)與植烷三醇的混合物中，再添加泛醇和乙基泛醇。將配料2加到配料1中(見下面附表)，并混合至清沏為止，再添加卡松(Kathon)CG和風(fēng)味料，用50％檸檬酸水溶液調(diào)節(jié)pH值至pH值為6.0-6.8，用氯化鈉調(diào)整粘度。
成分CTFA命名 重量％配料1去離子水 水57.05單酰胺716 月桂酰胺DEA5.00液體DL-泛醇50％ 泛醇和水 2.0025％維生素E乙酸酯粉料 乙酸生育酚酯 0.80植烷三醇 植烷三醇 0.10
配料2Standapol ES-2月桂基醚硫酸鈉30.00Mirataine CBS 椰油酰胺丙基羥基磺基甜菜 3.00堿配料3氯化鈉氯化鈉 1.0050％檸檬酸溶液檸檬酸 0.30風(fēng)味料風(fēng)味料 0.20卡松CG甲基氯異噻唑啉酮(和) 0.05甲基異噻唑啉酮總計(jì) 100
權(quán)利要求
1．包含至少一種脂溶性維生素的粉狀組合物，其特征在于所述維生素是分散在具有乳化能力的天然多糖膠或所述膠料的混合物和/或具有乳化能力的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物的基質(zhì)中的，其中所述脂溶性維生素是以平均直徑為約70-約200納米(nm)的微滴形態(tài)存在于所述粉狀組合物中的。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的粉狀組合物，其中所述脂溶性維生素微滴的平均直徑為約70-約150納米。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的粉狀組合物，其中多糖膠源自植物、動(dòng)物或微生物源，并選自滲出物膠、海藻膠、種子膠或微生物膠。
4．根據(jù)權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)的粉狀組合物，其中多糖膠選自阿拉伯膠、亞麻籽膠、茄替膠、羅望子膠和阿拉伯半乳聚糖。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的粉狀組合物，其中多糖膠是阿拉伯膠。
6．根據(jù)權(quán)利要求1或2的粉狀組合物，其中蛋白質(zhì)源自植物或動(dòng)物源，并選自葵花蛋白質(zhì)、大豆蛋白質(zhì)、棉籽蛋白質(zhì)、花生蛋白質(zhì)、油菜籽蛋白質(zhì)、乳蛋白質(zhì)、血蛋白質(zhì)、禽蛋蛋白質(zhì)、它們的乙?；苌?、明膠或交聯(lián)明膠。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的粉狀組合物，其中蛋白質(zhì)是明膠。
8．根據(jù)權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)的粉狀組合物，其中脂溶性維生素選自維生素E或其酯、維生素A或其酯、維生素K(植物性維生素K)以及維生素D3(膽鈣化醇)。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的粉狀組合物，其中脂溶性微生素選自維生素E乙酸酯、維生素A乙酸酯以及維生素A棕櫚酸酯。
10．根據(jù)權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)的粉狀組合物，其中脂溶性維生素與基質(zhì)組分的比例為約1∶99-約3∶1。
11．根據(jù)權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)的粉狀組合物，其中脂溶性維生素與基質(zhì)組分的比例為約1∶8-1∶1。
12．根據(jù)權(quán)利要求1-11任何一項(xiàng)的粉狀組合物，其中該組合物包含約15-約40％(重量)的脂溶性維生素和約60-約85％(重量)的基質(zhì)組分，以組合物全部組分總重量計(jì)，而所述組合物作為最終粉狀產(chǎn)品優(yōu)選的含水量為約1-4％(重量)。
13．用于制備根據(jù)權(quán)利要求1-12任何一項(xiàng)的粉狀組合物的乳液組合物，其特征在于所述乳液組合物包含脂溶性維生素和基質(zhì)組分，其中乳液微滴的直徑為約70-約200納米。
14．包含根據(jù)權(quán)利要求1-12任何一項(xiàng)組合物的片劑。
15．包含根據(jù)權(quán)利要求1-13任何一項(xiàng)組合物的飲料和飲料濃縮物。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的飲料，其中當(dāng)100克液體中包含至多6毫克維生素時(shí)，所述飲料的光學(xué)透明度不超過20NTU。
17．以香脂、護(hù)膚水、棒狀護(hù)膚品、油膏、化妝組合物、香波、調(diào)理劑、指甲上光劑等形式的護(hù)膚產(chǎn)品，還非必選含常用于這類產(chǎn)品中的其它活性成分；包含根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)組合物的食品組合物或藥物組合物。
18．制備權(quán)利要求1-12任何一項(xiàng)的粉狀組合物的方法，該方法包括(a)．使水與基質(zhì)組分混合足夠的時(shí)間以使基質(zhì)組分充分溶解在水中；(b)．向(a)步驟的溶液中添加脂溶性維生素形成初乳液，優(yōu)選的初乳液具有根據(jù)權(quán)利要求1-16任何一項(xiàng)的固含量；(c)．任選地混合(b)步驟的初乳液直至乳液中微滴大小經(jīng)測定為約1500納米或小于1500納米；(d)．在溫度為約5℃-約75℃、壓力為約10000磅/平方英寸(約680巴)-約60000磅/平方英寸(約4080巴)，優(yōu)選為約25000磅/平方英寸(約1700巴)下，乳化(b)或(c)步驟的初乳液，以制得由具有權(quán)利要求1-16任何一項(xiàng)平均直徑的微滴組成的維生素增補(bǔ)乳液；以及干燥(d)步驟的乳液以得到如權(quán)利要求1-16任何一項(xiàng)規(guī)定的粉狀組合物。
19．本發(fā)明基本上如前所述，特別是可參照實(shí)施例。
全文摘要
本發(fā)明公開了包含至少一種分散在具有乳化能力的天然多糖膠或所述膠料的混合物和/或具有乳化能力的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物的基質(zhì)中的脂溶性維生素的粉狀組合物,其中所述脂溶性維生素是以平均直徑為約70-約200納米的微滴形態(tài)存在于所述粉狀組合物中的,以及由粉狀組合物制成的片劑、飲料和飲料濃縮物、食品、化妝品及藥物。
文檔編號(hào)A61Q19/00GK1300562SQ00135340
公開日2001年6月27日 申請(qǐng)日期2000年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月9日
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