屏障层胶囊的制作方法
【专利说明】屏障层胶囊
[0001] 本公开文本设及用于特别地在食品或饮料中延迟释放香料或其他活性剂的递送 颗粒。
[0002] 包囊已经广泛地应用于确保活性物质部分或完全得到保护，W便在期望的时间释 放。例如，在制备消费品组合物的过程中，包囊可W允许在组合物的制备、加工或储存过程 中添加活性成分，而在另外的情况下是不可能的，因为制备、加工或储存条件可W破坏活性 成分的有效性，否则就是导致活性成分的有效性降低。运种情况的实例可W在PCT公布的 申请W02004/089113中找到，其中胶囊用于防止香料在储存时氧化（下文的描述主要是指 香料，特别重要的活性成分的种类，但本公开文本的范围不限于香料且适用于期望包囊的 任意活性成分，例如香精或无香料的食品或消费品成分）。
[0003] 尽管运类胶囊实际上用于运些目的，但是它们始终并未用于更极端的条件，例如 通常在食品加工工业中发现的那些。尤其存在的问题是暴露于水和/或升高的溫度（例 如，在蒸煮过程中）。运类条件可能导致一些或全部香料损耗，导致在食品的加工、制备或蒸 煮过程中释放，或在产品寿命期间的不期望的时间释放包囊的香料。理想地，所有包囊的香 料应在终产品中存在W便递送期望的香味感觉，但食品在制备和消费过程中通常遇到的条 件可能导致一些或全部香料或香料的一些成分损耗，或香料的不同化学成分W不同速率释 放。所有运些作用均可W使香味印象在产品寿命的期望的时间点的品质或强度降低。
[0004] 已经做出了克服运些缺陷的大量尝试，但尚未完全得到成功。一种策略在于将香 料包封在可溶解的忍内，并且将所述忍用半透性聚合物层覆盖。半透性聚合物难W透过被 递送的活性成分且还难W透过水。乙基纤维素是药物递送系统和香料递送系统中用于该目 的的常用的聚合物（例如W02004/089113)。运类包囊系统通过渗透累机制释放活性成分， 其被描述为药物递送系统（例如M.Marucci等人，"Mechanisticmodelfor化ugrelease duringthelagphasefrompelletscoatedwithasemi-permeablemembrane"， J.ControlledRelease, 2008,vol. 127,pp. 31-40)。在运项技术的一种特别有用的形式中， 活性成分递送颗粒包含含有活性成分的忍和至少一种半透性聚合物的外保护层。在浸入水 或暴露于高相对湿度的空气中后，运类颗粒在运样的暴露后提供充分确定的延滞时间，随 后W近似恒定的速率及时地释放大部分包囊的活性物质。
[0005] 然而，在使用运类系统递送具有宽范的不同化学结构的化学物质中存在问题，例 如在香料、香精和食品中发现的那些。首先，如果不同的活性成分各自被包囊在胶囊中，它 们还具有相同的组成和结构，则活性成分的化学性质可能对得到的胶囊的延滞时间和释放 速率具有主要影响。运使得难W预测不同活性剂在同一食品或香精用品中的释放时程。其 次，包囊一种W上活性剂的混合物的颗粒可不同于每种成分单独包囊时释放的速率释 放不同的成分，其方式难W预测。运两个问题是研发控释香料或香精制品的障碍。
[0006] 目前已经发现，能够制备活性成分释放颗粒，其可W长期并且在通常对运类颗粒 不耐受的条件下保留活性成分。因此，提供含有活性成分的适用于在期望的最终用途中释 放该活性成分的微粒，该颗粒包含：
[0007] (a)任选地在内忍上形成的含有活性成分的忍，其包含连续亲水性介质，其中至少 一种活性成分溶于其中或为分散颗粒；
[000引 化）无活性成分的屏障层，其完全包围所述忍讯
[0009] (C)包围所述屏障层的聚合物材料层，所述聚合物材料在25 °C在水中具有0. 1% 重量最大值的溶解度；
[0010] 所述屏障层包含选自蜡、脂肪和适合于用作所述忍的连续亲水性介质的材料的材 料，并且其在期望的最终用途的条件下为固体。
[0011] 还提供在消费品组合物接触水和/或加热的环境中提供可适当释放的活性成分 的方法，所述方法包括向所述消费品组合物中加入微粒形式的活性成分，所述微粒包含：
[0012] (a)任选地在内忍上形成的含有活性成分的忍，其包含连续亲水性介质，其中至少 一种活性成分溶于其中或为分散颗粒；
[001引 化）无活性成分的屏障层，其完全包围所述忍讯
[0014] (C)包围所述屏障层的聚合物材料层，所述聚合物材料在25°C在水中具有0. 1% 重量最大值的溶解度；
[0015] 所述屏障层包含选自蜡、脂肪和适合于用作所述忍的连续亲水性介质的材料的材 料，并且其在接触水和/或加热时保持为固体。
[0016] 所谓"可适当释放的"的含义是指可在期望的时间期限内释放。运种期望的释放 性质自然地依赖于特定的组成和期望的释放时间，但本公开文本的微粒能够适应所有情况 下在任意期望的时间时的释放。在每种情况中，可W通过常规实验确定适合的微粒性质的 测定。
[0017] 含有活性成分的忍包含其中溶解或分散活性成分（液体或固体）的连续介质。可 W存在一种W上活性成分。连续介质可W是任意适合的材料，即可食用的亲水性的（即它 在水中溶胀或溶解）并且能够保留活性成分。适合的材料的实例包括长链和短链多糖类或 取代的多糖类。它们的具体实例包括麦芽糖糊精、单糖类、二糖类、Ξ糖类或寡糖类，例如核 糖、葡萄糖、薦糖、果糖、山梨醇、甘露醇、半乳糖、甘露糖或其混合物；改性淀粉，例如班巧酸 辛締醋-官能化淀粉；乳化树胶，例如阿拉伯树胶和金合欢树胶、角叉菜胶或黄原胶。所述 介质还可W由蛋白质水胶体例如明胶或取代的多糖水凝胶例如果胶和藻酸盐（为酸或金 属盐形式）组成或包含它们。
[0018] 含有活性成分的连续介质可W包含完整的忍，或其自身可W在内忍上形成。运种 内忍可W是固体或液体。例如，它可W是任意的固体、可食用物质，例如糖、淀粉、纤维素材 料和食品酸。或者，它可W是液体，且可W包含活性成分（与包围层中的活性成分相同或不 同）。例如，它可W为100%的活性成分，或它可W是分散于或溶于溶剂或载体液体中的活 性成分。实例包括颗粒植物物质，例如稻米外壳。
[0019] 所述活性成分可W是其存在和延迟释放是期望的任意期望的活性成分。典型地是 香味物质，例如单一香料成分，或运类成分的渗合物，且其可W是液体或固体形式。然而，能 够使用任意其他的期望的活性成分，例如纯芳香物质。
[0020] 包围运种含有活性成分的层的是屏障层。它可W由与忍中使用的相同的连续介质 构成，但不含活性成分。该层的目的在于延迟活性成分释放，且其厚度由此决定于用途的 性质和期望的延迟期限。然而，典型地，运种另一层的厚度使得其最终颗粒的重量分数为 3-80%，条件是它至少为10微米厚。用于运种层的具体材料是可食用蜡和脂肪。只要它们 是可食用的，可W使用蜡或脂肪。典型的脂肪是天然存在的甘油的甘油二醋类和甘油Ξ醋 类。蜡可W是天然的蜡或合成的蜡。典型实例是氨化甘油Ξ醋类，例如氨化栋桐油、棉子 油、低芥酸菜巧油（canolaoil)或大豆油；或蜡，例如蜂蜡、小烛树蜡、稻米蜡、己西栋桐蜡 或石蜡。
[0021] 屏障层的主要要求在于它在期望的最终用途条件下为固体。运种最终用途将决定 用作屏障层的材料。例如，如果最终用途牵设在热水或沸水中应用（例如，在汤中），则选 择屏障层材料，使得该屏障层在运类条件下保持固体。认识到许多潜在的屏障层材料不具 有明确的烙点，因为它们确实是纯的化学物质，但在一定溫度范围内软化。在运些情况中， "固体"是指该材料可W软化，但在特定溫度下不能流动。简单的常规实验可W在每种情况 中确定它。
[0022] 最终的层是在25°C在水中具有0. 1%重量最大值的溶解度的聚合物材料层，即它 在制备和使用条件下最好是难溶于水的。适合的材料的实例包括乙基纤维素、纤维素醋类、 纤维素酸类、玉米醇溶蛋白、聚醋酸乙締醋和紫胶。
[0023] 可W通过任意已知的方法制备颗粒。在无内忍的颗粒的情况中，例如，可W通过如 下方式制备含有活性成分的忍：通过使粉末团聚，所述粉末通过在流化床干燥器中喷雾干 燥而制成；通过使香料乳状液在流化床干燥器中喷雾干燥W累积成100-2000微米大小范 围的大聚集物；通过对喷雾干燥的粉末或高剪切混合物中的其他香料粉末进行湿法团聚且 随后挤出；通过对具有香味的基质进行热烙化挤出；或通过径多重乳化、轴向混合挤压、压 制或凝聚技术形成基于水凝胶的基质颗粒。在运些情况的每种中，基质中的香料的重量含 量根据系统组成和所用方法确定；运易于通过使用本领域的常规技术实现。
[0024] 例如，可W通过本领域中已知的任意适合的方式涂布运种屏障层。非限制性实例 包括：
[00巧]-通过作为烙化物喷雾或通过在流化床设备中喷雾在水或非水溶剂中的溶液、乳 状液或混悬液进行涂敷；
[00%]-在锅包衣过程中作为烙化物、乳状液或混悬液涂敷；
[0027] 在水或非水溶剂中的溶液、乳状液或混悬液的形式轴向喷射并轴混合挤压涂 布于忍上。
[0028] 相同方法可W用于涂布难溶性聚合物材料层。可W将其作为在水、一种或多种醇 类（典型地是乙醇或异丙醇）或其混合物中的溶液涂布，例如，具有任选地至多占水重量 20%的乙醇）。
[0029] 上文所述的微粒可W用于广泛的各种消费品组合物（即在口腔中摄取的组合物， 用于吞咽或吐出），其中期望活性成分延迟释放。因此，还提供消费品组合物，其包含消费品 组合物基质和如上文所述的含有活性成分的微粒。
[0030] 所谓"消费品组合物基质"是指对于组合物而言必不可少的期望的消费品组合物 的所有那些成分，不包括微粒。它们是W本领域公认比例使用的标准成分（但不限于）：香 料、着色剂、表面活性剂、增稠剂和流变剂、溶剂、防腐剂、甜味剂、异味掩蔽剂等。
[0031] 在将所述微粒添加到一些具有高水活度的消费品组合物、然后将其储存延长的时 间期限的过程中可能遇到困难。水活度^是食品科学中众所周知的参数。它是在系统中 相对于纯水的水自由能的测量值，并且被定义为与食品平衡的水的蒸气压除W相同溫度下 纯水的蒸气压。纯水的水活度为1。食品中的值为在破碎机中牛奶和果汁中的0.97至0.2 或W下。然而，固体食品还可W具有高aj直，例如生肉（0.99)和意大利腊肠（0.87)。
[0032]高ajt体环境例如汤品罐头中长储存期限的结果（几小时或更长，运取决于溫度 和剪切条件）在于微粒失去几乎全部的其内含物。因此，为了最佳效果，W储存