功能化合物的释放的制作方法

专利名称：功能化合物的释放的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过肠溶基质微囊包封的含酯功能成分及其制备方法。更具体地说， 在基本上不含有机溶剂的含水环境中，将所述功能成分微囊包封。
背景技术：
在食物释放应用中功能材料的肠内释放有限。当功能材料或药物已知对低PH敏 感或具有不能被其它方法有效掩蔽的不期望的气味和/或味觉特性时，通常使用肠内释放 系统。一般而言，肠内释放用片剂和凝胶胶囊完成。但是，那些特定释放方法不能很好的适 用于食物应用。尤其是，片剂和胶囊剂均不适合整合到大多数现有食品中。用于肠内释放的备选方法为微囊包封。微囊包封通常用特殊设备或在含有机溶剂 的环境中进行。这些方法需要额外的资金开支和使用其它材料例如有机溶剂，有机溶剂可 以在或可以不在随后的微囊包封循环中使用。因此，微囊包封处理需要在设备和有机溶剂 的获得和处理两者进行研究。微囊包封的一个问题是回收率，或方法的微囊包封率。一般而言，某些显著百分率 的待微囊包封材料不能被捕获(captured)。可回收未捕获的材料以再使用、再循环，或一定 百分率的未捕获材料仍然粘附在微囊包封粒子的外表面。因此，产物倾向于具有与未捕获的材料有关的味觉特性，该味觉特性通常不需要。 当未捕获的材料包括可氧化的甘油三酸酯例如不饱和和多不饱和脂质、可氧化的香料和精 油，或可天然具有不期望的味道和/或气味的其它有机化合物时，这种情况尤其如此。发明概述本发明组合物包含微囊包封在肠溶基质的功能成分，例如美国专利申请序号 12/479，454中所述，该专利申请通过引用全文结合到本文中。肠溶基质包含食品级聚合物， 且功能成分包含精油例如芳樟醇和百里酚的酯。在一个实施方案中，将功能成分均勻地分散在整个肠溶基质材料中。在另一个实 施方案中，功能成分包含至少约30%的酯，例如芳樟醇和百里酚的酯。本发明方法包括将活性成分或功能成分微囊包封的方法。该方法包括在保持所使 用的肠溶聚合物完全溶解的PH下，将水、肠溶基质材料和乳化剂搅拌或混合，形成组合，该 组合基本上不含有机溶剂。将含酯的功能成分加入到所述组合，均化，形成细、稳定的乳液。 然后，将乳液用酸和/或其它交联剂或沉淀剂(取决于所使用的聚合物)例如钙处理，该处 理在控制的混合条件下，并在有效形成粒状沉淀物的量和速度下。另外，功能成分均勻分散 在整个沉淀物中，并具有改善的功能成分微囊包封率。附图简述

图1举例说明将功能成分微囊包封的方法。图2是两个试验之间微囊包封率对比的图，一个试验包含功能成分，该功能成分 不含至少30%的酯，第二个试验包含功能成分，该功能成分包含至少30%的芳樟醇和百里 酚的酯；图3是表，该表显示已知经验式、水中溶解度、蒸气压、分配系数和比较各种酯对油亲和力与对水亲和力的比例；图4是举例说明功能成分的各种组分释放速度的图，该功能成分不含酯，并且肠 溶基质由95%虫胶和5%玉米蛋白组成；图5是举例说明功能成分的各种组分释放速度的图，该功能成分包含酯，并且肠 溶基质由95%虫胶和5%玉米蛋白组成；图6是举例说明在模拟胃和小肠条件的消化模型中，含乙酸芳樟酯的功能成分的 各种组分释放速度的图；和图7是举例说明在模拟胃和小肠条件的消化模型中，含丁酸芳樟酯的功能成分的 各种组分释放速度的图。优选实施方案的详述公开了酯化功能成分和一种或多种非活性载体在肠溶基质中的微囊包封，该肠溶 基质可使释放在肠中溶出前最小化。通常，包含酯化功能成分解决了遇到的问题，例如味道 和/或气味掩蔽、肠溶和持续释放，和功能成分按适当比例保留同时确保生物利用度和功 效。尤其是，待微囊包封的功能成分可包括酯化形式的精油。当在肠道中消化和释放 时，酯化形式的功能成分水解为母体非酯化形式，并提供与将非酯化功能成分微囊包封和 消耗的相同功能益处。另外，酯化形式的功能成分提供以下将进一步论述的其它益处。尤 其是，酯化形式的器官感觉特性包括较高的味觉阈值，因此，表面上的酯化功能成分产生较 少的不期望气味特性。另外，通常已知酯产生更期望的气味，因此产生的任何气味不会导致 完全不期望的器官感觉气味特性。另外，由于酯化功能成分的低水溶解度，尤其与母体非酯 化功能成分相比，与没有酯化功能成分存在下认识到的相比，下述方法可导致更高的微囊 包封率，该更高的微囊包封率可通过较高的有效载荷和保留率显示。通过本文所述方法制备的产物的用途实例针对粉末状软饮料(PSD)饮料的释放， 但该产物可用于其它食品，例如饼干、食物条、冰激凌、快餐和速食膳食。图1中概述了微囊包封功能成分的方法。通过形成基质粒子实现了在食物基质内 的肠内释放，该基质粒子具有为功能成分分散部分的分散部分，例如含稀释甘油三酸酯的 精油掺混物，且基质部分为食品级肠溶聚合物例如虫胶、玉米蛋白、藻酸钙、变性乳清蛋白 以及微囊包封领域的实践者已知的单独或组合的任何和所有的食品级肠溶聚合物的基质 部分。如图1所示，将水、肠溶基质材料和乳化剂混合或搅拌，直至肠溶基质材料和乳化 剂完全分散在水中100。通常，可将乳化剂和肠溶基质材料一起或分别(任何一种先加入) 加入水中。将PH保持在足以使肠溶材料完全溶解的水平。作为实例，为使用虫胶、玉米蛋 白或其组合，分散体的PH通常为约7. 2-9. 0。在某些实施方案中，可将碱性材料例如氢氧 化钠、氢氧化钾或氢氧化铵加入分散体中，以提高PH，例如在约7. 2-约12. 0范围内，优选 8. 0-11. 3，以保证和保持在不使用有机溶剂的情况下肠溶聚合物完全溶解。本文中使用的“搅拌”或“搅拌的”是指使用顶部进料混合机，该混合机具有在小 于10，000RPM的速度运转的叶片或转子/定子混合装置。本文中使用的“基本上不含有机溶剂”是指加入的有机溶剂例如异丙醇或乙醇或 任何其它有机溶剂的量，小于确保肠溶材料在处理条件下溶解要求的量。优选，加入的有机溶剂的量小于水、乳化剂和肠溶材料的组合重量的约0. 1%。在一个实施方案中，水为去离子水。本文中使用的肠溶基质材料为任何食品级肠溶聚合物，或两种或多种食品级肠溶 聚合物的组合。优选，肠溶基质材料为虫胶、玉米蛋白、藻酸钙或其组合。其它食品级肠溶 聚合物包括变性乳清蛋白。优选，制备的肠溶基质材料不含任何有机溶剂。本文中所述乳化剂可以为任何食品级乳化剂。在优选的实施方案中，乳化剂为聚 山梨醇酯、聚甘油酯、蔗糖硬脂酸酯、蔗糖酯、蛋白质、卵磷脂或其组合。更尤其是，由于在后 期形成的乳液中形成较小和最均勻分散的油滴，因此乳化剂优选为蔗糖酯。通常，水占分散体重量约50.0% -约95.0%，优选约70.0% -约95.0%，更优 选约80.0% -约90.0%。乳化剂通常占分散体重量小于约5.0%，优选占分散体重量 约0. 01 % -约1. 0 %，更优选占分散体重量约0. 01 % -约0. 1 %。以分散体重量计，优 选，肠溶基质材料的范围为约1.0% -约10.0%重量，优选约4.0% -约7.0%，更优选约 5. 0% -6. 0%重量。形成分散体后，将功能成分和非活性载体加入200，搅拌300，以提供具有液滴尺 寸大于约10微米的粗乳液。粗乳液形成后，将粗乳液均化300，形成细的稳定乳液。该细的 稳定乳液具有小于约10微米的液滴尺寸。在细乳液中，功能成分和非活性载体以细液滴的 形式均勻分散在整个乳液中。优选，以范围为乳液重量约2. 0% -约7. 0%的量加入功能成 分和非活性载体的组合。更优选，以范围为乳液重量约3. 0% -约6. 0%的量加入功能成分 和非活性载体的组合。乳液包含约60. 0% -约95. 0%的水。本文中使用的“均化”或“均化的”是指按大于10，000RPM的速度混合，例如使用
转子/定子混合装置，或在升高的压力下按较低混合速度混合，例如在500-10，OOOpsi压力 下运转的阀均化器。功能成分优选包括精油的酯。作为实例，功能成分包括百里酚和芳樟醇的酯，例 如乙酸百里香酯和乙酸芳樟醇酯。可使用其它可接受的酯，例如丁酸酯、乳酸酯、肉桂酸酯 和丙酮酸酯。尤其是，功能成分包括α-菔烯、对伞花烃、百里香酯和芳樟醇酯。如以下实 施例中所述，一种示例性掺混物含按重量计约18. 8%低芥酸菜籽油、约8. 6% α -菔烯、约 39. 8%对伞花烃、约5. 4%乙酸芳樟醇酯和约27. 4%乙酸百里香酯。酯占功能成分重量的约1. 0-约99. 0%。优选，酯占功能成分重量至少约10. 0%， 更优选30%重量。在另一个实施方案中，优选，酯占功能成分重量约25. 0-约65. 0%。在优选的实施方案中，非活性载体和功能成分的掺混物含按重量计约15.0-约 30. 0%低芥酸菜籽油、约1.0-约10.0% α -菔烯、约5.0-约25. 0%对伞花烃、约5.0-约 20. 0%芳樟醇酯和约20. 0-约60. 0%百里香酯。更优选，非活性载体和功能成分的掺混物 含按重量计约20. 0-约25. 0%低芥酸菜籽油、约2. 0-约7. 0% α -菔烯、约10. 0-约20. 0% 对伞花烃、约7. 0-约15. 0%芳樟醇酯和约35. 0-约50. 0%百里香酯。通常，可使用任何酯化形式的功能成分例如百里酚和芳樟醇。优选，酯化形式为乙 酸酯或丁酸酯。由于与丁酸酯相比水解速度增加，因此更优选酯化形式为乙酸酯。功能成分可含任何精油的混合物。另外，可选择功能成分以包括期望肠内释放的 材料。作为实例，功能成分可包含Enan的美国专利公布号2008/0145462中所述成分。例 如，那些功能成分包含25-35 %重量对伞花烃、1-10 %重量芳樟醇、1-10 %重量α -菔烯、35-45%重量百里酚和20-30%重量大豆油。尤其是，本文中所述功能成分可包括具有功能特性例如抗寄生虫、抗原虫和抗真 菌的化合物。在优选的实施方案中，有机化合物还包括α-菔烯和对伞花烃。在一个优选的实施方案中，将有机化合物与非活性载体例如脂质、脂肪酸、甘油三 酸酯或食品级油例如大豆油或低芥酸菜籽油一起掺混。在现有饮料/食物中，一些功能成分的挥发性导致嗅觉非常低的阈值，导致不期 望的气味/味道。在掩蔽功能成分气味的努力中，本发明要求包含水溶性低地多的酯化形 式的功能成分例如百里酚和芳樟醇，以及处理，以将未微囊包封的材料从最终成分中除去。 与它们相应的母体化合物相比，酯通常对食物系统的味道/气味具有较少负面的影响。由于低的水溶解度，与非酯化母体化合物例如百里酚和芳樟醇相比，酯可具有例 如以上所述更高的微囊包封率。优选，微囊包封率比用非酯化功能成分时观察的微囊包封 率增加约50-约200%，更优选约100. 0-约150. 0%。另外，酯具有比母体化合物更高的溴 觉阈值，以便感觉所必需的酯的量大于非酯化百里酚和芳樟醇的量。然后通过用酸或用交联剂或沉淀剂滴定使乳液沉淀400。在沉淀期间，可将乳液进 行搅拌。在一个实施方案中，乳液用1-5%氯化钙和1-5%柠檬酸溶液滴定。在另一个实施 方案中，乳液用酸，以降低PH至等电点以下，例如ρΗ约7. 0有效的量滴定，造成相分离，引 起肠溶基质从溶液中沉淀析出，并且使疏水性功能成分被微囊包封在其中，因此形成水溶 液和沉淀物的浆状物。沉淀的浆状物具有约1. 0-约1000. 0微米，优选约10. 0-约500. 0 微米，更优选约75. 0-约250. 0微米的粒度。更优选，沉淀发生在ρΗ范围约3. 0-约6. 0，或 进一步在ρΗ范围约3. 8-约4. 6之间。尽管不希望受理论的限制，据信，当乳液的ρΗ降至等电点以下时，肠溶材料例如 虫胶和玉米蛋白的粒子可与相似粒子交联或相互交联，形成基质，功能成分和非活性载体 被微囊包封在基质中。因为交联的结果，功能成分均勻分散在整个基质中。基质还为功能 成分提供密封。因此，功能成分对成品粉末的器官感觉质量的影响与仍然粘附在肠溶基质 的外表面上的任何功能成分相关。使用的酸可包括任何食品级的酸。在一个实施方案中，酸为柠檬酸。如上所述，肠溶基质材料组合物影响溶出速率和由肠溶基质提供的保护。为回收沉淀物，将浆状物过滤500、洗涤600和干燥700。在一个实施方案中，将浆 状物过滤，然后将得到的浆状物滤饼洗涤，再过滤，然后干燥。在任何和所有微囊包封方法中，均会保留至少边缘表面或未微囊包封的材料。因 为需要掩蔽具有低感觉阈值的化合物，必须将成品基质和/或溶液中未微囊包封的材料 降低至感觉以下的水平。优选，以成品重量计，粒状沉淀物的外表面上的功能成分小于约 1. 0%。在优选的实施方案中，过滤后，按美国专利申请序号12/479,433中所述，该专利 申请通过引用全文结合到本文中，将表面油消除剂加入浆状物中，帮助从沉淀物上除去残 留表面油。另外，在再过滤步骤前，也可加入表面油消除剂。将沉淀物过滤和洗涤后，将沉淀物干燥，形成粉末。可进行干燥，以便粉末中水分 含量小于约10.0%，优选至水分含量约2. 0 % -约6. 0 %，更优选约3. 0-约5. 0 %。另外，粉末可用已知方法粉碎，以减少粉末沉淀物的粒度，然后通过已知方法例如流化床干燥器，进一步干燥至水分含量小于5.0%。得到的粒子的粒度范围为约1.0-约 1000. 0微米，优选约10. 0-约500. 0微米，更优选约75. 0-约250. 0微米。当干燥粉末时，应将温度保持在约25°C -约70°C，优选约35°C -约65°C。在其它 处理步骤期间，优选将温度保持在约4°C -约40°C，更优选约4°C -约30°C，可进一步优选 约 15°C -约 28°C。如将在下面进一步论述的那样和如图2中所示，包含百里香酯和芳樟醇酯也导致 最终成分中有效载荷增加，例如从约5. 0%增至约50. 0%，因为油掺混物的水溶性降低。大 体积的水用于所有实施例，通过这些冲洗，百里酚和芳樟醇的酯化减少从湿或干燥形式的 粒子浸出。在处理期间限制损失的能力允许控制食品系统中功能化合物的最终比例，如美 国专利申请US20080145462Al(Enan，E.等)中所示很重要。百里酚在室温下也结晶，作为 实例，用乙酸百里香酯代替将允许更容易的处理，因为在该制剂中的所有功能成分将均为 液体形式。实施例1 乳化剂的评价和选择在60°C下，使各种乳化剂与去离子水混合，得到2%溶液。将得到的溶液与 精油掺混物组合物(4% α-菔烯、30%对伞花烃、7%芳樟醇和35%百里酚以及24% 大豆油)以50 50重量比混合，采用去离子水，形成水包油乳液。评价的乳化剂为 Glycosperse S-20KFG(Lonza ；Fairlawn, NJ) > Polyaldo 10-1-0 KFG(Lonza ；Fairlawn, NJ)>AldosperseMS-20KFG(Lonza ；Fairlawn,NJ)>Polyaldo 10—2—P KFG(Lonza ；Fairlawn, NJ)、Ryoto 糖酉旨(S-1570，Mitsubishi-Kagaku Food Corp. ；Tokyo, Japan) > Precept 8120 (Central Soya ；Fort Wayne, IN)禾口酷蛋白酸纳(Alanate—180，New Zealand Dairy Board ；Wellington,New Zealand)。由于在乳液中形成最小和最均勻分散的油滴，因此蔗糖 酯(S-1570)鉴定为最佳乳化剂。在室温下储存24小时后，用蔗糖酯形成的乳液也显示最 大的稳定性。实施例2 将含某些酯化组分的功能成分微囊包封在75%虫胶/25%玉米蛋白基 质中将2400. Og蒸馏的电离水(D. I. H2O)加入烧杯，用具有4叉叶轮片的StedFast搅 拌器 SL1200 (Yamato Scientific ；Tokyo，Japan)，在设为 5-6 之间的速度下搅拌。将 37. 5g 喷射研磨的玉米蛋白(F4000，FreemanIndustries ；Tuckahoe, NY)粉末加入烧杯，搅拌至 均勻分散。然后，加入10%氢氧化钠水溶液至pH达到11.3。将玉米蛋白-水混合物搅拌 至玉米蛋白粉末完全溶解，溶液半透明。然后，加入450. Og预制虫胶(TemuSS#594 ;Ajax， ΟΝ.，Canada)的氢氧化铵溶液(25%固体)，搅拌5_10分钟。最后，加入1.4g蔗糖硬脂酸 酯 S-1570 (Mitsubishi-KagakuFood Corp. ；Tokyo, Japan)，同时搅拌例如 5-10 分钟直至发 生均勻的混合。然后，加入80.0g精油掺混物(18.8%低芥酸菜籽油、8.6% α-菔烯、39.8% 对伞花烃、5. 4 %乙酸芳樟醇酯和27. 4 %乙酸百里香酯)，搅拌5-10分钟。用PowerGen 700D (Thermo Fisher Scientific ；ffaltham, ΜΑ)，通过在 15，OOOrpm 下掺混 4 分钟将混合 物均化，然后在20，OOOrpm下再掺混1分钟，形成稳定的乳液。用3%柠檬酸溶液酸滴定乳 液，随后用设为最高速度的Master Flex泵(Barnant Corp. ；Barrington，IL)，该泵具有中 等顶置式搅拌，直至PH达到3. 8，从而形成浆状物。
将IOg SiO2AB-D (PPG Industries，Pitssburg，PA)加入菜状物，继续搅拌 20-30 分钟。用#200目(75微米)筛将混合物过滤。在分开的干净4000ml塑料烧杯中，加入 2000. Og D. I. H2O和2. 5g SiO2AB-D,混合，形成溶液。将滤饼再悬浮于该溶液中，搅拌3-5 分钟。用#200目筛将混合物过滤。在分开的干净4000ml塑料烧杯中，将2000. Og D. I. H2O和2. 5gSi02AB_D混合，形 成另一种溶液。再次将滤饼再悬浮，搅拌3-5分钟。滤液(filtrate)用粗滤布压榨，以除 去额外的水分。然后将滤液均勻地铺在大托盘上，在甜酥饼干(cookie sheet)顶部，敞开 并在室温下干燥过夜。将干燥粒子用 Magic Bullet MB1001 (Sino Link InternationalTrading Co., Zhejiang,China)磨碎。用#60和#200目筛将75-250微米之间的粒子分离。水分含量用 CEM智能系统5(CEM Corp, ；Mattews，NC)测量。为使水分含量减至小于约6. 0%，将滤液 在 Uni-Glatt 流化床干燥器(Glatt Air Techniques ；Ramsey, NJ)中，在 40°C下干燥，每 5 分钟检查一次。因此，成品中水分含量小于约6.0%。通过#60目筛将一部分筛出，收集在 #200目筛上，从而得到尺寸小于250微米且大于75微米的粒子。得到产物的组成、有效载
荷和表面油见下表中所示。 实施例3 在中试规模上将含某些酯化组分的功能成分微囊包封在75%虫胶 /25%玉米蛋白基质中将12kg水和 7. 5g蔗糖硬脂酸酯(S-1570，Mitsubishi-Kagaku FoodCorp. ；Tokyo, Japan)加入混合罐中，搅拌1_2分钟。然后依次加入2. 25kg预制虫胶溶液(TemuSS#594 ；Ajax, ON.，Canada)的氢氧化铵溶液(25 %固体)、187. 5g玉米蛋白粉末(F4000, Freeman Industries ；Tuckahoe, NY)。计量加入10%氢氧化钠溶液至pH达到11. 3 (使玉米蛋白溶 解)。一旦玉米蛋白和虫胶完全溶于溶液，加入400g精油掺混物(13%低芥酸菜籽油、10% α -菔烯、25%对伞花烃、12%乙酸芳樟醇酯和40%乙酸百里香酯)。将混合物搅拌5分钟， 形成乳液。 将乳液用3. 0 %柠檬酸溶液滴定至pH达到3. 9。加入75g SiO2AB-D (PPG Industries ；Pitssburg, PA)，搅拌约20-30分钟。然后用200目(75微米)筛将浆状物过 滤。将筛顶部上的滤饼悬浮于含50g SiO2AB-D的9. Ikg水中，搅拌约5分钟，然后再过滤 在#200目筛上。冲洗再重复一次，将最终滤饼铺在托盘上，在室温下干燥过夜。次日，在 Waring 混合机(Waring Lab Science ；Torrington, CT)中，将产物粉碎，在 UniGlatt 流化 床(Glatt Air Techniques ；Ramsey, NJ)中，在40°C下干燥，筛分至期望的尺寸(75-250微 米)。所得产物的有效载荷和表面油见下表所示。 实施例4 将含某些具有增加的油载荷的酯化组分的功能成分微囊包封在含乳清 蛋白乳化剂的虫胶/玉米蛋白基质中将2400. Og D. I. H2O加入烧杯，用具有4叉叶轮片的StedFast搅拌器 SL1200 (Yamato Scientific ；Tokyo, Japan)在设为 5-6 之间的速度下搅拌。将 32. 5g 喷射 研磨的玉米蛋白粉末(F4000，Freeman Industries ；Tuckahoe, NY)加入烧杯，搅拌至均勻 分散。加入10%氢氧化钠溶液至pH达到11. 3，搅拌直至玉米蛋白粉末完全溶解，溶液半透 明。然后，加入 20. Og BiPro WPI (Davisco Foods International ；Eden Prairie, MN)粉 末，搅拌至粉末完全溶解。然后，加入含氢氧化铵的具有25%固体的390. Og预制虫胶溶液 (Temuss#594 ；Ajax, ON.，Canada)，搅拌 5_10 分钟至溶液均勻。加入151. 4g精油掺混物(13%低芥酸菜籽油、10% α -菔烯、25%对伞花烃、12% 乙酸芳樟醇酯和40%乙酸百里香酯)，搅拌5-10分钟。用PowerGen 700D (Thermo Fisher Scientific ；ffaltham, ΜΑ)，在15，OOOrpm下将混合物均化4分钟，然后在20，OOOrpm增加 的速度下再均化1分钟，形成稳定的乳液。用Master Flex泵，用3%柠檬酸溶液滴定至乳 液，至PH达到3. 8，从而形成浆状物。将IOg SiO2AB-D(PPG Industries，Pitssburg，PA)加入菜状物，搅拌 20-30 分钟。 用#200目筛将混合物过滤。在分开的干净4000ml塑料烧杯中，加入2000. Og D. I. H2O，用 StedFast搅拌器搅拌。通过加入3%柠檬酸溶液将pH调至3. 8+/-0. 2。加入Ig蔗糖硬脂 酸酯 S-1570 (Mitsubishi-Kagaku Food Corp. ；Tokyo，Japan)，搅拌至完全溶解，然后加入 2. 5g Si02AB-D。将滤饼再悬浮于该溶液，搅拌3-5分钟。用#200目(75微米)筛将混合物过滤。在分开的干净4000ml塑料烧杯中，混入2000. Og D. I. H2O,通过加入3. 0%柠檬酸溶液 将pH调至3.8+/-0.2。加入Ig蔗糖硬脂酸酯，搅拌至完全溶解，然后加入2. 5g SiO2AB-D0 将滤饼再悬浮于该溶液，搅拌3-5分钟。再次用#200目(75微米)筛将混合物过滤。用粗滤布压榨得到的滤液，以减少水分含量。将滤液均勻地铺在大托盘上，在甜酥 饼干顶部，敞开并在室温下干燥过夜。用 Magic Bullet MB 1001 (Sino Link International Trading Co. , Zhejiang, China)将得到的粒子磨碎。用#60目筛将粒度小于250微米的粒子与其余粒子分离。为使 水分含量减至小于约6.0%，将滤液在Uni-Glatt流化床干燥器(Glatt Air Techniques ； Ramsey, NJ)中，在40°C下干燥，每5分钟检查一次。因此，最终产物中水分含量小于约 6. 0%。所得产物的组成、有效载荷和表面油见下表中所示。 实施例5 将含某些酯化组分的功能成分微囊包封在含48%藻酸盐/40%虫胶和 12%乳清蛋白乳化剂的基质中将2. Ig 藻酸钠(ULV-L3G, Kimica Corp ；Tokyo, Japan)和 11. 2g 藻酸钠
13(I-3G-150, Kimica Corp ；Tokyo, Japan)加入 551. 32g 水中。搅拌下，加入 70g 10 % BiPro (Davisco Foods International ；Eden Prairie, MN)乳清蛋白分离物溶液禾口 56g 预 制虫胶(TemuSS#594 ；Ajax, ON. , Canada)的氢氧化铵溶液(25%固体)。然后，加入精油掺 混物(17. 41%低芥酸菜籽油、6. 65% α -菔烯、26. 58%对伞花烃、7. 91%乙酸芳樟醇酯和 41. 46%乙酸百里香酯)，搅拌至形成含4-7微米的目标液滴尺寸的均相乳液，用Horiba粒 度分析仪(Horiba Industries ；Irvine, Ca)证实。然后将溶液雾化，在含2. 5% CaCl2和 2. 5%柠檬酸的水溶液浴中形成25-300微米的适度小球。将球置于25微米筛上，以除去浴 液，之后，将它们在MiniGlatt流化床干燥器(Glatt Air Techniques ；Ramsey, NJ)中，在 40°C下干燥至达到目标水分(5-6% )。将粒子按大小排列，至小于500微米且大于75微米。
所得产物的组成、有效载荷和表面油见下表中所示。
实施例6 将非酯化功能成分微囊包封在藻酸盐/虫胶基质中将48. Og 藻酸钠(ULV-L3G, Kimica Corp ；Tokyo, Japan)和 10. Og 藻酸钠(I-3G-150,Kimica Corp ；Tokyo, Japan)加入 840. Og 水中。然后，搅拌条件下，加入 80g 预 制虫胶溶液 w/25% 固体(Marcoat 125, EmersonResources ；Norristown, PA)。然后，力口入 48g精油掺混物(24%大豆油、4% α-菔烯、30%对伞花烃、7%芳樟醇和35%百里酚)，搅 拌，均化至形成细的稳定乳液。用双流体喷嘴，将溶液雾化，在含2. 5% CaCl2和2. 5%柠檬 酸的水硬化浴中形成25-300微米的适度小球。粒子交联后，将粒子在25微米筛上过筛，在 MiniGlatt流化床干燥器(Glatt AirTechniques ；Ramsey, NJ)中，在40°C下干燥至达到目 标水分(5-6% )。将粒子按小于212微米依大小排列。如下表所示，有效载荷低，当在饮料系统模型中品味时，粒子未能掩蔽精油的不期 望的味道/气味。所得产物的组成和有效载荷见下表中所示。
实施例7 将含某些酯化组分的精油掺混物微囊包封在75%藻酸盐/25%虫胶基 质中将5.5g 藻酸钠(ULV-L3G, Kimica Corp ；Tokyo, Japan)和 11. Og 藻酸钠 (I-3G-150,Kimica Corp ；Tokyo, Japan)加入 495g 水中。然后，搅拌下，加入 22. Og 预制虫 胶(TemuSS#594 ；Ajax, ON. , Canada)的氢氧化铵溶液(25%固体)。然后，加入精油掺混物 (18. 50%低芥酸菜籽油、5. 48% α-菔烯、32. 39%对伞花烃、11. 26%芳樟醇的丁酸酯(丁 酸芳樟酯)和32. 37%百里酚的乙酸酯(乙酸百里香酯)，搅拌，均化至形成含4-7微米的 目标液滴尺寸的细的稳定乳液，用Horiba粒度分析仪(Horibalndustries ；Irvine, Ca)验 证。将溶液雾化，在含2. 5% CaCl2和2. 5%柠檬酸的水硬化浴中形成25-300微米的适度小 球。然后将粒子在25微米筛上过筛，以将浴液除去，然后在MiniGlatt流化床干燥器(Glatt AirTechniques ；Ramsey,NJ)中，在40°C下干燥至达到目标水分(5_6%)。将粒子依大小排 列至小于212微米。如下表所示并与实施例6相比，用含酯化组分的功能成分后，有效载荷显著增加。 尤其是，可在图2中看到，使用酯化组分的意料之外的益处是，非酯化组分的有效载荷在酯 化组分的存在下也增加。另外，酯化组分产生的不良气味/味道影响比在实施例6中形成 的产物更小。所得产物的组成、有效载荷和表面油见下表中所示。
实施例8 在75%藻酸盐/25%虫胶基质中的非酯化和酯化功能成分的有效载荷 保留对比图2中举例说明了用原始精油掺混物(含非酯化组分α -菔烯、对伞花烃、芳樟 醇、百里酚和低芥酸菜籽油)得到的粒子与用含某些酯化组分(α-菔烯、对伞花烃、丁酸芳 樟醇、乙酸百里香酯和低芥酸菜籽油)的精油掺混物得到的粒子的对比。除酯化与非酯化 功能成分外，用相同的方法条件和组合物制备粒子。在该图中，通过将测量的芳樟醇和相当 于基于分子组成测量的乙酸芳樟酯的芳樟醇相加，计算芳樟醇(结合的)的水平。如图2所示，很明显，在精油掺混物中使用某些酯化组分导致有效载荷保留增加 约130%，在功能成分的酯化和非酯化组分中看到有效载荷保留增加。实施例9 酯化功能成分对胃中释放的影响该实施例用体外消化模型，将非酯化功能成分与酯化功能成分在模拟的肠胃研究 期间的释放进行了对比。图3显示化合物的已知特性。如图3所示，酯化合物(乙酸芳樟酯、丁酸芳樟酯和 乙酸百里香酯)的溶解度值显著小于母体化合物(芳樟醇和百里酚)。另外，酯化合物的 分配系数大于母体化合物。这些因素表明酯化合物对疏水性载体和不溶性基质材料具有比 母体化合物大的亲和力。图4和5显示，对于含某些酯化功能成分的粒子来讲，在-0. 5至 0. 0小时之间的释放(表示在模拟胃液中的驻留时间)大大减少。当将图4的芳樟醇和百 里酚的释放与图5的乙酸芳樟酯和乙酸百里香酯的释放比较时，减少比例最明显。在胃模 型中稳定性的该改善暗示在其它低PH系统例如酸性饮料中增加的稳定性，进一步说明酯 对成功的微囊包封和功能成分肠内释放的重要性。实施例10 对微囊包封粒子的释放和酯化组分水解的调节该实施例显示，用于酯化的各种酸的选择如何能够影响最终母体化合物的释放速 度。实施例9作为包含某些酯化化合物的结果，显示了对胃模型中粒子释放速度的影响。由 图4和5可见，胃中释放速度减少，0-24. 5h的释放速度(表示在小肠的驻留时间)也减少。 图6和7显示芳樟醇的两种酯(图6中为乙酸芳樟酯和图7中为丁酸芳樟酯)在消化模型 中的释放速度和驻留时间，该消化模型模拟胃和小肠的条件。另外，随时间测量存在于消化 模型中的母体化合物的水平。母体化合物芳樟醇的存在是乙酸芳樟酯水解的结果。如图6 所示，芳樟醇的初始释放为约5%，并增加至约20%，该增加与约33%的乙酸芳樟酯水解为 芳樟醇相关。在图7中，芳樟醇的初始释放为约2%，并增加至约4%，该增加与约5%的丁 酸芳樟酯水解为芳樟醇相关。由这些结果可以看出，通过改变乙酸芳樟酯与丁酸芳樟酯的 比例，配制功能成分，可调节最终通过胃道和小肠的芳樟醇释放水平。实施例11 含酯化和非酯化功能成分的饮料系统模型的比较非正式比较两种饮料模型的味道特性。一种饮料用含非酯化功能成分的粒子制 备；另一种饮料用含某种酯化功能成分即乙酸芳樟酯和乙酸百里香酯的粒子制备。按与实施例2相同的方法形成粒子。将粉状饮料混合物分为两个相等量的部分。向第一部分加入 足量的含非酯化功能成分的粒子，以便给予70mg功能成分。向第二部分中加入足量的含某 种酯化功能成分的粒子，以便给予70mg功能成分。然后将各粉末/粒子混合物加入200ml 冷水，充分混合。品尝各饮料模型的样品后，评判组的结论是，含由某种酯化功能成分组成的粒子 的饮料模型具有显著减少的不期望的味道和/或气味特性，导致改善的总体感觉体验。虽然通过具体参考特定的方法和产品实施方案，具体描述了本发明，但应认识到， 可基于本发明公开进行各种改变、修改和调整，并将在本发明的精神和范围内，本发明的精 神和范围由权利要求限定。
权利要求
一种组合物，所述组合物包含功能成分；非活性载体；和肠溶基质，该肠溶基质微囊包封所述功能成分和非活性载体，并包含食品级肠溶聚合物，其中所述功能成分包含至少约10％的酯。
2.权利要求1的组合物，其中所述功能成分包含芳樟醇和百里酚的酯。
3.权利要求2的组合物，其中百里香酯与芳樟酯的比例范围为约2 1至约6 1。
4.权利要求1的组合物，其中所述功能成分包含至少约20%的酯。
5.权利要求4的组合物，其中所述功能成分包含至少约50%的酯。
6.权利要求1的组合物，其中所述功能成分还包含α-菔烯和对伞花烃。
7.权利要求1的组合物，其中所述非活性载体包含脂质。
8.权利要求7的组合物，其中所述脂质为甘油三酸酯。
9.权利要求8的组合物，其中所述甘油三酸酯选自大豆油和低芥酸菜籽油。
10.权利要求1的组合物，其中粒子中功能成分与肠溶基质材料的比例范围为约 1 19-约 1 1。
11.权利要求1的组合物，其中所述微囊包封的功能成分和非活性载体包含粒子。
12.权利要求11的组合物，其中所述粒子中水分含量小于约6.0%。
13.权利要求11的组合物，其中所述粒子的粒度小于约1，000.0微米。
14.权利要求1的组合物，其中所述肠溶基质为食品级聚合物。
15.权利要求14的组合物，其中所述肠溶基质选自玉米蛋白、虫胶、藻酸钙及其混合物。
16.权利要求1的组合物，所述组合物具有范围为约5.0-约50. 0%的有效载荷。
17.权利要求1的组合物，所述组合物包括小于约1.0%重量的未微囊包封材料。
18.权利要求1的组合物，其中选择有效提供期望的水解速度的所述功能成分的酯。
19.权利要求1的组合物，其中选择有效提供特定肠内释放速度的所述功能成分的酯。
20.权利要求1的组合物，其中选择有效提供期望的释放速度的所述功能成分的酯。
21.权利要求1的组合物，其中选择有效增加有效载荷的所述功能成分的酯。
22.权利要求1的组合物，其中选择有效提供期望的胃中稳定性的所述功能成分的酯 和肠溶基质材料。
23.一种方法，所述方法包括a)在适当的PH下，将水、肠溶基质材料和乳化剂的组合搅拌至肠溶基质材料溶解，所 述组合基本上不含有机溶剂；b)将功能成分加入到所述组合，所述活性成分包含至少10%的酯；c)将所述组合和功能成分混合，得到乳液；和d)搅拌，同时将所述乳液以有效形成粒状沉淀物的量，用交联剂或沉淀剂滴定， 其中所述功能成分均勻分散在整个沉淀物中。
24.权利要求23的方法，其中所述功能成分的微囊包封率为至少约60%。
25.权利要求23的方法，其中所述功能成分包含芳樟醇和百里酚的酯。
26.权利要求23的方法，其中所述活性成分还包含对伞花烃和α-菔烯。
27.权利要求23的方法，所述方法包括将非活性载体加入所述组合中。
28.权利要求27的方法，其中所述非活性载体为脂质。
29.权利要求27的方法，其中所述非活性载体为甘油三酸酯。
30.权利要求23的方法，其中所述乳化剂为食品级乳化剂。
31.权利要求30的方法，其中所述乳化剂选自蔗糖酯、蔗糖硬脂酸酯和乳清蛋白。
32.权利要求23的方法，其中所述肠溶基质材料包含食品级聚合物。
33.权利要求32的方法，其中所述食品级聚合物选自虫胶、玉米蛋白、藻酸钙、变性乳 清蛋白及其混合物。
34.权利要求23的方法，其中所述乳液为酸，所述酸被滴定至约3.0-约6. 0范围内的ρΗ。
35.权利要求34的方法，其中所述乳液为酸，所述酸被滴定至约3.8-约4. 6范围内的ρΗ。
36.权利要求23的方法，其中将所述乳液用1-5%氯化钙和1-5%柠檬酸溶液滴定。
37.权利要求23的方法，所述方法还包括(e)将沉淀物过滤、洗涤和干燥，得到干燥粉末。
38.权利要求23的方法，所述方法还包括(dl)以有效减少残留表面油的量，将表面油 去除剂加入沉淀物中。
39.权利要求23的方法，所述方法还包括在步骤(a)期间加入碱，将ρΗ调至约7.2-约 12. 0。
40.权利要求39的方法，所述方法包括将ρΗ调至约8.0-约11. 3。
41.权利要求23的方法，所述方法还包括将所述功能成分和组合搅拌，得到粗乳液。
42.权利要求41的方法，所述方法还包括将所述粗乳液均化，得到细的稳定乳液。
43.权利要求23的方法，所述方法还包括将所述功能成分和组合均化，得到细的稳定 乳液。
44.权利要求23的方法，其中所述乳液包含60-95%的水。
45.权利要求23的方法，其中所述乳液包含约2.0-约7. 0%重量的功能成分和非活性 载体。
46.权利要求23的方法，其中所述粒状沉淀物的粒度范围为约10-1000.0微米。
全文摘要
功能化合物的释放。功能成分包括酯化组分并微囊包封在肠溶基质中，以增加微囊包封率和减少微囊包封的材料不期望的器官感觉特性，同时提供期望的释放速度和酯水解速度；方法包括在水中形成乳液，和用沉淀剂滴定乳液，以得到粒状沉淀物。
文档编号A23L1/29GK101904494SQ20101020261
公开日2010年12月8日 申请日期2010年6月4日 优先权日2009年6月5日
发明者A·G·高恩卡, A·R·罗佩斯, A·阿卡谢, D·塞贝斯塔, J·D·怀特, L·G·韦斯特, L·劳伦斯, R·L·梅巴赫, Y·王 申请人:卡夫食品环球品牌有限责任公司