包含苹果酸和乳酸的颗粒状酸化剂组合物的制作方法

发明领域

本发明涉及颗粒状酸化剂组合物，其包含苹果酸、乳酸和任选存在的一种或多种其它食用酸。本发明还涉及该酸化剂组合物在食物成分和食物产品中的应用。

由于所述组合物包含其中苹果酸和/或乳酸以羧酸盐的共晶的形式存在的颗粒的事实，本发明的颗粒状酸化剂组合物赋予食物产品独特的扑鼻风味印象。

发明背景

将食用酸添加到食物产品中，以引入酸味并使风味“更强烈”。此外，食用酸可以用作防腐剂和抗氧化剂。常见的食用酸包括乙酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、富马酸和乳酸。

酸味是发觉酸度的味道。酸味味道由分布在舌中的所有味蕾上的一小亚组的细胞发觉。有证据表明，酸味物质中丰富的质子可以通过位于顶端的离子通道直接进入酸味细胞。还已经提出，在生理ph值下未完全离解的弱酸(诸如乙酸)可以穿透味觉细胞并由此引起电响应。

儿童通常喜欢酸味风味，因此酸味糖果在儿童中非常流行不令人吃惊。这些糖果中的许多含有柠檬酸。

尽管食用酸都具有引入酸味的能力，但是食用酸的风味(味道+香气)贡献可以是非常不同的，这例如从乙酸(醋)的风味贡献与柠檬酸(柠檬)的风味贡献的比较中是明显的。由于风味贡献的这些差异，可以将食用酸适当地掺合，以产生期望的风味贡献。

食用酸的掺合物的风味贡献不仅由掺合物内的食用酸的相对浓度决定，还由各个酸的口腔内释放来决定。更具体地，食用酸的风味贡献取决于这些酸中的每一种被释放到唾液中的速率。食用酸释放到唾液中的速率可以例如通过将食用酸包封在延缓食用酸向唾液中释放的基质中而进行控制。

ep-a0372695涉及用于食用酸的递送系统，其被设计为掺入口香糖和糖食组合物中以赋予延长的酸性、酸味和增加的唾液分泌。所述递送系统包含包封在低分子量聚乙酸乙烯酯材料中的食用酸。

us5186965记载了钙、柠檬酸盐和苹果酸盐的亚稳络合物，所述盐通过碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙与柠檬酸和苹果酸在水溶液中反应，随后在低于100℃的温度下干燥来制备。

wheeler等人(rediscoveringpasteur’squasiracemates，angewandtechemiev.47，n1，16，2007年11月)记载由酒石酸氢铵苹果酸氢铵的重结晶形成的三组分晶体。作者参考了pasteur的文章，其中他描述了他称为“组合异构体”的不寻常化合物的形成。在他1853年的文章中记载的两个实例来源于铵(+)-酒石酸氢盐/(-)-苹果酸氢盐和(+)-酒石酰胺/(-)-苹果酰胺组分。相对于对映纯合成砌块，这些材料表现出降低的光学性能和显著不同的溶解度。

us2007/0269577记载了包含酸掺合物的颗粒状组合物，所述酸掺合物包含至少一种包封的成分。实施例记载了包含包封在氢化植物油中的苹果酸以及一起包封在异麦芽酮糖醇中的乳酸和苹果酸的掺合物的包衣组合物。

us2008/0014312记载了包含核心-包衣构造的食品级颗粒，其中所述包衣含有至少一层，所述层各自由包含至少50重量％的部分中和的多元酸的组合物制成，其中所述部分中和的多元酸包含至少一个酸形式的羧基和至少一个盐形式的羧基，并且其中所述核心包含至少一种食品级酸或其盐。所述美国专利申请的实施例描述了在流化床干燥器中通过将苹果酸氢一钠的水溶液喷雾到苹果酸和单苹果酸钠的1∶1混合物的流化床上来制备包衣的酸颗粒。

corbinpurac发表的标题为“unleashthepowerofsour-powderacidsandinginsoftconfectionary”的产品传单描述了不同的酸粉末。粉末ma是苹果酸粉末，其提供高稳定性、低吸湿性和速溶、清洁、味道特性。粉末55和粉末60是乳酸粉末，其高度稳定，递送持久的酸味强度并保持软糖食的引起食欲的外观。

粉末ma的产品数据表(rev.no.8/5172，打印日期2017年3月07日)描述了作为包衣的苹果酸粉末的粉末ma。所述粉末含有42-50％(w/w)的苹果酸氢钠和50-58％(w/w)的苹果酸。

粉末55的产品数据表(rev.no.12/5120，打印日期2017年5月02日)描述了由乳酸和乳酸钙组成的粉末55。所述粉末含有53.0-57.0％的乳酸和40.0-45.0％的乳酸钙。

共晶是由至少两种组分构成的晶体结构，其中所述组分可以是原子、离子或分子。粉末x射线衍射通常用于表征共晶。共晶工程与高能材料、药物和其它化合物的制备相关。在这些中，最广泛研究和使用的应用是在药物开发中，并且更具体地，在活性药物成分或api的形成、设计和实施中。共晶的工程利用各组分的具体性质来制造对于溶解度最有利的条件，所述溶解度最终提高药物的生物利用度。

发明概述

发明人研发了颗粒状酸化剂组合物，其包含苹果酸、乳酸和任选存在的一种或多种其它食用酸的组合，由于所述酸化剂组合物包含其中苹果酸以共结晶组分形式存在的颗粒与其中乳酸以共结晶组分形式存在的颗粒的组合的事实，所述酸化剂组合物提供独特的风味贡献。

更具体地，本发明涉及颗粒状酸化剂组合物，其包含20-70重量％的苹果酸、3-40重量％的乳酸和0-40重量％的选自柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸和乙酸及其组合的食用酸，其中所述酸化剂组合物包含：

·40-90重量％的m-颗粒，其包含苹果酸和部分中和的多元酸的共晶，所述多元酸选自苹果酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸及其组合，所述m-颗粒含有至少30重量％的苹果酸和至少30重量％的所述部分中和的多元酸；

·5-60重量％的l-颗粒，其包含乳酸和至少部分中和的羧酸的共晶，所述羧酸选自乳酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸及其组合，所述l-颗粒含有至少30重量％的乳酸和至少30重量％的所述至少部分中和的多元酸；且

其中m-颗粒和l-颗粒的组合占所述酸化剂组合物的至少50重量％。

尽管发明人不希望受理论束缚，但是认为，苹果酸和乳酸从含有羧酸盐的共晶形式的这些酸的颗粒的口腔内释放与这些酸从其中它们以纯结晶状态存在或作为无定形掺合物的一部分存在的颗粒的释放非常不同。因此，所述酸化剂组合物为食物产品提供独特的风味贡献，只要所述颗粒在这些食物产品的制备期间保持基本上完整。

此外，本发明的颗粒状酸化剂组合物提供其吸湿性低的重要优点。因此，即使将所述组合物在环境条件下储存，所述酸化剂组合物也保持自由流动的性质。

本发明的颗粒状酸化剂组合物特别适合应用于糖食产品(诸如糖果和口香糖)，以及干燥的颗粒状产品(诸如速溶汤和酱、茶、速溶饮料、即食甜点)。优选地，将所述酸化剂组合物应用于糖食产品。所述酸化剂组合物可适合地作为颗粒状包衣组合物的一部分施用到这样的糖食产品上。

本发明还提供颗粒状包衣组合物，其包含糖颗粒、m-颗粒和l-颗粒的掺合物。

本发明还涉及制备食物成分或食物产品的方法，所述方法包括将前述酸化剂组合物或前述颗粒状包衣组合物与一种或多种非水成分组合。

还提供糖食产品，其包含：

·0.3-10重量％的m-颗粒；和

·0.1-10重量％的l-颗粒。

发明详述

因此，本发明的第一方面涉及颗粒状酸化剂组合物，其包含20-70重量％的苹果酸、3-40重量％的乳酸和0-40重量％的选自柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸和乙酸及其组合的食用酸，其中所述酸化剂组合物包含：

·40-90重量％的m-颗粒，其包含苹果酸和部分中和的多元酸的共晶，所述多元酸选自苹果酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸及其组合，所述m-颗粒含有至少30重量％的苹果酸和至少30重量％的所述部分中和的多元酸；

·5-60重量％的l-颗粒，其包含乳酸和至少部分中和的羧酸的共晶，所述羧酸选自乳酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸及其组合，所述l-颗粒含有至少30重量％的乳酸和至少30重量％的所述至少部分中和的多元酸；且

其中m-颗粒和l-颗粒的组合占所述酸化剂组合物的至少50重量％。

除非另有说明，每当在本文中提及具体的食用酸(例如，苹果酸、乳酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸或乙酸)时，其含义是游离酸，无论是游离形式还是作为共晶中的组分。

如本文中使用的术语“苹果酸和部分中和的多元酸的共晶”是指包含至少25重量％的苹果酸和至少25重量％的部分中和的多元酸的晶形结构。

如本文中使用的术语“乳酸和至少部分中和的羧酸的共晶”是指包含至少30重量％的乳酸和至少30重量％的部分中和的羧酸的晶形结构。

术语“至少部分中和的羧酸”涵盖完全中和的单羧酸、部分中和的多元酸和完全中和的多元酸。

所述部分中和的多元酸和所述至少部分中和的羧酸可以无水形式或水合物形式存在于所述酸化剂组合物中。

本发明的颗粒状酸化剂组合物优选包含25-60重量％的苹果酸，更优选30-50重量％的苹果酸，并且最优选32-45重量％的苹果酸。

所述颗粒状酸化剂组合物的乳酸含量优选范围是4-35重量％，更优选范围是5-30重量％，并且最优选范围是6-25重量％。所述颗粒状酸化剂组合物优选含有0-30重量％，更优选0-18重量％，并且最优选2-12重量％的选自柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸和乙酸及其组合的食用酸。除了苹果酸和乳酸之外，包含额外的食用酸增加了所述酸化剂组合物的风味贡献的复杂性。然而，所述组合物的环境稳定性可被以大于10重量％的浓度掺入的这些其它食用酸不利地影响。

除了苹果酸、乳酸和任选存在的其它游离酸之外，所述颗粒状酸化剂组合物通常含有至少20重量％，更优选至少25重量％，并且最优选30-60重量％的羧酸盐。

包含苹果酸和部分中和的多元酸的共晶的m-颗粒优选占所述酸化剂组合物的60-88重量％。最优选地，所述m-颗粒占所述酸化剂组合物的70-85重量％。

包含乳酸和至少部分中和的羧酸的共晶的l-颗粒优选占所述酸化剂组合物的6-35重量％，最优选8-32重量％。

所述m-颗粒中的部分中和的多元酸优选选自苹果酸氢一钠或一钾、柠檬酸二氢一钠或一钾、柠檬酸氢二钠或二钾，及其组合。更优选地，所述m-颗粒中的部分中和的多元酸选自苹果酸氢一钠、苹果酸氢一钾及其组合。最优选地，所述m-颗粒中的部分中和的多元酸是苹果酸氢一钠。

根据特别优选的实施方案，所述m-颗粒包含苹果酸和苹果酸氢一钠的共晶，且所述l-颗粒包含乳酸和乳酸钙的共晶。

所述酸化剂组合物中的m-颗粒可以适合地在流化床干燥器中通过将部分中和的多元酸的水溶液喷雾到苹果酸的颗粒上来制备。在以该方式制备的m-颗粒中，核心包含浓度比这些颗粒的平均苹果酸浓度高10重量％，更优选高至少20重量％，并且最优选高至少30重量％的苹果酸。发现在所述酸化剂组合物中这种类型的m-颗粒的存在具有延长酸味感的有益效果。

如本文中使用的与颗粒相关的术语“核心”是指这样的颗粒的中心。

所述l-颗粒中的至少部分中和的羧酸优选为中和的乳酸，最优选为乳酸钙。

所述酸化剂组合物中的l-颗粒可以适合地在流化床干燥器中通过将乳酸的水溶液喷雾到至少部分中和的羧酸的颗粒上来制备。在以该方式制备的l-颗粒中，核心包含浓度比这些颗粒中的部分中和的羧酸(例如乳酸钙)的平均浓度高10重量％，更优选高至少20重量％，并且最优选高至少30重量％的所述至少部分中和的羧酸。发现在所述酸化剂组合物中这种类型的l-颗粒的存在具有可以实现几乎即刻的酸味感的有益效果。

根据特别优选的实施方案，所述颗粒状酸化剂组合物包含在核心中具有相对高苹果酸浓度的m-颗粒和在核心中具有相对高中和的羧酸浓度的l-颗粒的组合。发现m-颗粒和l-颗粒的这种特定组合的应用产生了几乎即刻的并且持续长时间的酸味印象。

可以借助x射线粉末衍射(xrpd)检测苹果酸和部分中和的多元酸的共晶以及乳酸和至少部分中和的羧酸的共晶。该技术通过将在粉末图谱中观察到的其峰位和强度与材料的所有已知游离盐基(freebase)形式进行比较来区分共晶。可以通过xrpd对材料中共晶的量进行定量，但是其他方法(诸如拉曼光谱法)可能对于更准确定量是优选的。

根据特别优选的实施方案，在所述m-颗粒中，至少20重量％，更优选至少23重量％，并且最优选至少25重量％的所述苹果酸存在于苹果酸和部分中和的多元酸的共晶中。

根据另一优选的实施方案，在所述l-颗粒中，至少25重量％，更优选至少27重量％，并且最优选至少30重量％的所述乳酸存在于乳酸和所述至少部分中和的羧酸的共晶中。

除苹果酸和乳酸外，所述酸化剂组合物可适合地含有一种或多种选自柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸和乙酸的食用酸。根据优选的实施方案，这些其他食用酸在所述酸化剂组合物中以颗粒的形式存在，所述颗粒主要由游离酸组成(a-颗粒)。因此，在优选的实施方案中，所述酸化剂组合物含有2-30重量％，更优选3-20重量％的a-颗粒，所述a-颗粒含有至少80重量％的选自柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸和乙酸及其组合的食用酸。

本发明的颗粒状酸化剂组合物优选包含至少90重量％的直径范围是120-1200μm，更优选范围是150-1100μm，并且最优选范围是200-1000μm的颗粒。所述酸化剂组合物的粒度分布可适合地借助激光衍射来测定。

本发明的另一方面涉及颗粒状包衣组合物，其包含：

·30-98重量％的糖颗粒；

·2-40重量％的m-颗粒，其包含苹果酸和部分中和的多元酸的共晶，所述多元酸选自苹果酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸及其组合，所述m-颗粒含有至少30重量％的苹果酸和至少30重量％的所述部分中和的多元酸；

·0.5-10重量％的l-颗粒，其包含乳酸和至少部分中和的羧酸的共晶，所述羧酸选自乳酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸及其组合，所述l-颗粒含有至少30重量％的乳酸和至少30重量％的所述至少部分中和的多元酸。

可以在所述颗粒状包衣组合物中应用的m-颗粒和l-颗粒是与本文中之前关于本发明的颗粒状酸化剂组合物所定义的相同的m-颗粒和l-颗粒。

优选地，所述颗粒状包衣组合物包含40-96重量％，更优选45-92重量％，并且最优选50-90重量％的糖颗粒。

m-颗粒优选以3-35重量％，更优选4-30重量％，并且最优选5-27重量％的浓度包含在所述包衣组合物中。

l-颗粒优选以0.8-9重量％，更优选1-8.5重量％，并且最优选1.2-8重量％的浓度包含在所述包衣组合物中。

本发明的包衣组合物可以适合地用于制备酸裹(acidsanded)糖食。酸裹(acid-sanding)是用糖和酸粉末的掺合物来包覆糖食。

本发明的另一方面涉及制备食物成分或食物产品的方法，所述方法包括将如本文中之前定义的颗粒状酸化剂组合物或如本文中之前定义的颗粒状包衣组合物与一种或多种非水成分组合。

在本方法中，优选不将所述颗粒状酸化剂组合物或所述颗粒状包衣组合物与水性液体接触，以确保m-颗粒和l-颗粒保持大部分完整。

制备食物成分或食物产品的本方法优选包括将所述酸化剂组合物与一种或多种选自以下的成分组合：糖；多元醇；调味剂；着色剂；植物、蔬菜、水果或花提取物；香料；草本；柑橘纤维、膳食纤维；精油；巧克力；可可；坚果；乳制品；增强剂。

在本发明的一个实施方案中，将所述酸化剂组合物以0.1-30重量％，更优选0.15-25重量％，并且最优选0.2-20重量％的浓度掺入食物成分中。

根据优选的实施方案，将酸化剂组合物与颗粒状糖一起掺入颗粒状食物成分中。优选将颗粒状糖以30-98重量％，更优选40-95重量％，并且最优选50-90重量％的浓度掺入食物成分中。

可适合通过本方法制备的食物成分的实例包括包衣组合物，诸如本文中所述的颗粒状包衣组合物。

在本发明的另一实施方案中，将所述颗粒状酸化剂组合物或所述颗粒状包衣组合物应用于糖食产品，更优选地选自糖果和口香糖的糖食产品。

优选将所述酸化剂组合物以0.01-20重量％，更优选0.1-15重量％，并且最优选1-10重量％的浓度应用于食物产品中。

优选将所述颗粒状包衣组合物以1-70重量％，更优选2-60重量％，并且最优选5-50重量％的浓度应用于食物产品中。

根据特别优选的实施方案，将所述颗粒状包衣组合物作为包衣施用在食物产品上。

本发明的又一方面涉及糖食产品，其包含：

·0.3-90重量％的m-颗粒，其包含苹果酸和部分中和的多元酸的共晶，所述多元酸选自苹果酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸及其组合，所述m-颗粒含有至少30重量％的苹果酸和至少30重量％的所述部分中和的多元酸；和

·0.1-60重量％的l-颗粒，其包含乳酸和至少部分中和的羧酸的共晶，所述羧酸选自乳酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、酒石酸及其组合，所述l-颗粒含有至少30重量％的乳酸和至少30重量％的所述至少部分中和的多元酸。

可以在所述糖食产品中应用的m-颗粒和l-颗粒是与本文中之前关于本发明的颗粒状酸化剂组合物所定义的相同的m-颗粒和l-颗粒。

m-颗粒优选以0.5-80重量％的浓度，更优选以0.6-70重量％的浓度，并且最优选以0.7-60重量％的浓度包含在所述糖食产品中。

所述糖食产品中l-颗粒的浓度范围优选为0.2-50重量％，更优选0.25-40重量％，并且最优选0.3-30重量％。

所述糖食产品优选含有1-70重量％，更优选3-50重量％，并且最优选6-40重量％的糖。

本发明的糖食产品优选是糖果、巧克力或口香糖。糖果的实例包括软糖果(基于水胶体的和/或软抛光(panned))、硬糖果(煮硬和/或硬抛光)和充气糖果。根据特别优选的实施方案，所述糖食产品是糖果，最优选是酸裹糖果。

根据特别优选的实施方案，m-颗粒和l-颗粒包含在包围所述糖食产品的核心的包衣层中。所述包衣层优选具有与本文中所描述的颗粒状包衣组合物相同的组成。

通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。

实施例

实施例1

通过将根据表1所示的配方的食用酸组分干混合来制备本发明的颗粒状酸化剂组合物。

表1

¹粉末ma(42-50重量％的苹果酸氢钠；50-58重量％的苹果酸；≥95％＜710μm；在流化床干燥器中通过将苹果酸氢钠的水溶液喷雾到苹果酸颗粒的床上来制备)

²粉末55(53-57重量％的乳酸；40-45重量％的乳酸钙，1-3重量％硅酸盐；≥98％＜710μm；在流化床干燥器中通过将乳酸的水溶液喷雾到乳酸钙颗粒的床上来制备)

³无水柠檬酸(99.5重量％柠檬酸，d[4，3]950μmrfi食物成分)

⁴l(+)酒石酸粉末(99.5重量％酒石酸，295-400μm，distilleriebonollo)

图1显示m-颗粒的xrpd图谱。从该图谱可以推断出，m-颗粒的相当大的一部分由苹果酸和苹果酸氢钠的共晶组成。

图2显示l-颗粒的xrpd图谱。从该图谱可以推断出，l-颗粒的相当大的一部分由乳酸和乳酸钙的共晶组成。

对颗粒状酸化剂组合物1至4进行以下测试：

·所述酸化剂组合物在30℃，75％rh下的吸湿性；

·在30℃，75％rh下酸迁移到明胶物质中；通过在明胶管的表面上铺展±0.5g酸化剂制剂来测试酸迁移。当酸迁移到凝胶中时，ph的变化会产生有色层，可以测量其厚度(mm)，并在样品之间进行比较。在至少14天内每2天监测迁移层和外观。

·使用包含30重量％的酸化剂组合物和70重量％的糖的包衣掺合物制备的酸裹胶冻糖果的感官分析。通过使用蒸汽将包衣施用在市售可得的橡皮糖(goldbears)上来制备酸裹胶冻糖果。在制备后4周，由专家小组评估所包衣的糖果。对酸味强度(得分1-10)和第一酸味感知的时间流逝(以秒计)进行感官评估。

这些测试的结果在表2中显示。

表2

¹在30℃，rh＝75％下16天后的水吸收最大百分比

²渗透等于或小于5mm是令人满意的，只要酸化剂不被液化。

在酸迁移测试中没有观察到任何酸化剂组合物的液化。

比较例a

以与实施例1中相同的方式制备酸裹胶冻糖果，除了这次酸化剂组合物由包含苹果酸和苹果酸氢钠的共晶的苹果酸粉末(粉末ma)组成。

发现用这种苹果酸粉末制备的糖果的第一酸味感知的时间流逝为约4秒，这显示出延长的效果，但具有缓慢的酸味释放。此外，可以感觉到咸味，这降低了风味特性的新鲜度。

比较例b

通过将苹果酸粉末和乳酸粉末以80：20的重量比率掺合来制备酸化剂组合物。以与实施例1的酸化剂组合物相同的方式测试该酸化剂组合物。

发现苹果酸粉末和乳酸粉末的掺合物是高度吸湿性的。此外发现，在酸迁移测试中，该酸掺合物在明胶表面上产生液化物质。