蔗糖乙酸异丁酸酯制剂,包括其的饮料乳剂、浓缩物、糖浆、预混合物和饮料的制作方法

专利名称：蔗糖乙酸异丁酸酯制剂,包括其的饮料乳剂、浓缩物、糖浆、预混合物和饮料的制作方法
技术领域：
本发明涉及蔗糖乙酸异丁酸酯(SAIB)制剂，具体地涉及用于饮料应用、具有改善的处理特性的SAIB制剂。
背景技术：
充碳酸气和非-充碳酸气软饮料、运动饮料、维生素强化的饮料和预混合物经常包含多种亲脂性成分，例如从精油、维生素、天然提取物和营养药制备的调料。亲脂性的成分难溶于水并且通常具有小于水的密度。在饮料应用中，亲脂性的成分必须均匀地完全分散于饮料中，一般为乳剂。通常，使用例如阿拉伯树胶(金合欢胶(acaciagum))的水溶性材料或疏水改性的食物淀粉来形成具有亲脂性成分的乳剂。
可通过在高剪切下组合由亲脂性成分组成的油相和由水溶性成分组成的水相完成乳化作用。在匀浆器的作用下，亲脂性的成分完全分散在水相中以形成极小的颗粒。因此可通过用各种含水的糖成分或饮食糖的替代物稀释少量的该乳剂来制备饮料糖浆。如果需要通过用水稀释该糖浆和充碳酸气制备最终的饮料。
在饮料中没有辅助成分协助的油类乳化作用通常是不成功的，并且导致饮料具有弱稳定性和短的保存期限。一个问题是该乳剂具有恢复其两种不混溶液体的初始状态(即，两相系统分散相或油相和连续水相)的倾向。例如，油相可分离出来并且上升到饮料的顶部。这种现象称为“乳状液分层”并且可使其本身显现为瓶颈内的难看的环(通常称为“环化”的情形)或显现为瓶肩上的粉状“絮凝物”。相反，油相可能变得附着于比水相重的胶体微粒，在这种情况下油相将下沉到容器的底部。这种情形可能被称为“沉降”，因为浑浊表现为瓶底上的沉降物。沉降经常是关于例如二氧化硅和二氧化钛的不溶于水或油的材料的问题。
饮料乳剂的稳定性可通过向油相添加增重剂而加强。增重剂是密度大于1.0g/cm3的亲脂性物质。添加足够量的增重剂导致油相的比重大于初始油相的比重并且与最终饮料的比重近似相等。增重剂由此降低了油滴向饮料表面的迁移，并且帮助保持均一的风味和饮料浑浊。
溴化植物油(BVO)是通用的增重剂。伴随BVO的一个问题是它在一些国家中已经被禁止而在美国其使用服从最大的可接受水平，即在最终饮料中为15ppm。溴化植物油的替代物是经FDA批准的酯胶，为“木松香的甘油酯”。虽然酯胶可用于延长饮料分散体的稳定性，但其使用也是有问题的，具体地，酯胶与溴化植物油的1.30g/cm3相比具有1.08g/cm3的密度，因此需要大约3倍多的酯胶来获得通过使用溴化油类所得到的相同平衡度。此外，太多的酯胶可能影响最终饮料的味道，使得其具有类似苦松香的回味。
最近，蔗糖乙酸异丁酸酯((SAIB)(Sustane SAIB，商业购买自Eastman Chemical Company，Kingsport，Tennessee))已经被FDA批准作为以任何批准的饮料增重剂容许使用的最高水平(300ppm)供饮料之用的直接食物添加剂。因为SAIB具有1.15g/cm3的密度，所以其可比酯胶以较少的量使用。此外，因为其被批准在最终的饮料中为3倍于(300ppm)酯胶(100ppm)的最大使用水平，所以可使用更高油溶成分的填充剂来生产具有更浓风味或强化水平的饮料。高成分填充剂，例如可扩展被加入强化饮料的脂溶性维生素的水平。另外，SAIB具有中性的味道，对空气氧化稳定，在油类中快速溶解，并且是高度纯化的，因此使得其成为优选的饮料增重剂。
虽然SAIB具有许多特别的益处，但其高粘度在处理中带来实际的困难。例如，在室温下SAIB是粘度大于100,000cP的粘性材料，使得实际不可能加以倾倒。为了克服这些处理问题，可加热SAIB或稀释SAIB以降低其粘度，从而容许SAIB作为液体被处理。在饮料应用中，食物级溶剂被用作稀释剂以使得SAIB较不粘滞(大约1,000至10,000cP)并因此变得更为可倾倒的。Eastman Chemical Company目前销售3种低-粘度液体SAIB产品Sustane SAIB-FG CO(包含10％橙萜类)、Sustane SAIB-FG ET-10(包含10％乙醇)和SustaneSAIB MCT(包含20％中链甘油三酯)。虽然解决了与SAIB相关的粘度问题，但SAIB的低粘度掺合物可能具有使得它们在某些应用和一般的复杂饮料制剂中较不合乎需要的某些特性。例如，某些溶剂或其它的辅助成分可能既在一些制剂中是不合需要的也在某些国家中不被批准使用。例如一些培养物中不容许使用乙醇。这些掺合物的密度也小于初始SAIB的密度，因此必须使用更多的SAIB掺合物来获得相同程度的油相增重。
鉴于这些限制，需要易于处理并可作为增重剂用于饮料应用的SAIB制剂。
发明概述本发明提供克服上述问题的固体SAIB制剂。此外，本发明提供适用于饮料应用的固体SAIB制剂。固体SAIB制剂也可包括加工助剂或通常用于饮料应用的其它成分。
本发明涉及蔗糖乙酸异丁酸酯(SAIB)制剂，包括基于该制剂的总重量百分比为大约1重量百分比至大约80重量百分比量的蔗糖乙酸异丁酸酯；以及可溶于水或油的基质，其中该基质以基于制剂重量为大约99重量百分比至大约30重量百分比的量存在，其中该制剂是固体的，并且其中该制剂可根据ASTM方法D1895-96在少于大约20秒内倾倒。
本发明进一步涉及包含SAIB制剂的饮料浓缩物、干燥的饮料混合物和预混合物、饮料糖浆、充碳酸气的饮料和非充碳酸气的饮料。
发明详述可参考下列本发明详述和其中提供的实施例更容易地理解本发明。应理解本发明不限于所描述的具体的制剂、掺合物、乳剂、饮料、方法和条件，因为当然可改变具体的制剂、掺合物、乳剂、饮料、方法和/或加工条件。
也必须注意，如本说明书和所附的权利要求所使用的，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”包括复数对象，除非上下文中另外清楚地加以规定。
在此范围可表示为从“大约”的特定值和/或至“大约”的另一个特定值。当表示这种范围时，另外的实施方案包括从一个特定值和/或至另一个特定值。
“包括”或“包含”是指至少被说出名称的化合物、要素、颗粒或方法步骤等必须在制剂或乳剂或方法中存在，但是不排除存在其它的化合物、材料、颗粒、方法步骤等，即使另外的这种化合物、材料、颗粒、方法步骤等与所说出名称的那些具有相同的功能。
除非另作说明，重量百分比是以制剂、掺合物或其它组合的总重量为基础的。例如，如在此所说明的，蔗糖乙酸异丁酸酯(SAIB)制剂包括大约1重量百分比至大约80重量百分比的蔗糖乙酸异丁酸酯，和大约30重量百分比至大约99重量百分比的可溶于水或油的基质。蔗糖乙酸异丁酸酯和基质的重量百分比是以SAIB制剂的总重量为基础的。
如在此所使用的，术语基质是指可与SAIB组合形成具有改善的处理特点，例如在ASTM D1895-96中所定义的倾倒性的固体SAIB制剂的材料。在优选的实施方案中，基质是在其上SAIB被吸收或被吸附的材料。
如在此所使用的，术语固体是指在室温下或使用温度下不是气体或液体的物质。本发明中的SAIB制剂是固体形式。
如在此所使用的，SAIB制剂的使用特点被定义为固体SAIB制剂在室温下的、如ASTM方法D1895-96所定义的倾倒性。如果固体SAIB制剂的倾倒性少于大约20秒，则其被认为是可倾倒的。
虽然SAIB作为增重剂用于饮料的用途具有许多益处，但很难在室温下对其进行物理处理。本发明提供具有改善的处理特点的固体SAIB制剂。本发明进一步包括用于饮料，例如作为增重剂的SAIB制剂。
本发明指向包括SAIB和可溶于水或油的基质的固体SAIB制剂，其中该固体制剂是根据ASTM方法D1895-96可以在少于大约20秒内倾倒的。在优选的实施方案中，固体制剂是可以在少于大约15秒内倾倒的，更优选在少于大约10秒以及最优选可以在少于大约5秒内倾倒的。
SAIB在固体制剂中以大约1重量百分比至大约80重量百分比的量存在，优选大约30重量百分比至大约70重量百分比的量，以及更优选大约40重量百分比至大约60重量百分比的量。在最优选的实施方案中，SAIB在制剂中以大约40重量百分比至大约55重量百分比的量存在。
SAIB是可从Eastman Chemical Company，Kingsport，Tennessee商业购买的，并可利用已知的技术，通过使蔗糖与乙酸和异丁酸酐反应，然后利用高真空蒸馏充分纯化来制备。酯化程度是几乎完全的(例如，取代程度大于7.5并且最大取代程度是8)，且乙酸酯∶异丁酸酯的近似比率是2∶6。美国专利号3,096,324提供SAIB制备的实施例。
基质可以是能吸收或吸附SAIB以形成在少于大约20秒内可倾倒的固体制剂的任何组合物，包括蔗糖、疏水改性的食物淀粉、阿拉伯树胶、麦芽糖糊精，包括可溶的麦芽糖糊精纤维(可从Matsutani商业购买，并且被称为Fibersol-2)、环糊精、微晶纤维素、二氧化硅、二氧化钛、羧甲基纤维素、印度胶、改性的印度胶、黄原胶、西黄蓍胶、瓜耳胶或其它合适的树胶、无机底物，例如硫酸钠/钾、滑石、膨润土和各种粘土、蜡，例如小烛树、烃类和巴西棕榈蜡。在优选的实施方案中，基质可溶于水或油类，例如蔗糖、疏水改性的食物淀粉、阿拉伯树胶、麦芽糖糊精，包括可溶的麦芽糖糊精纤维(可从Matsutani America，Inc.商业购买，并且被称为Fibersol-2)、环糊精、微晶纤维素、羧甲基纤维素、印度胶、改性的印度胶、黄原胶、西黄蓍胶、瓜耳胶或其它的合适树胶、蜡，例如小烛树、烃类和巴西棕榈蜡。
基质以大约30重量百分比至大约99重量百分比的量存在，并且优选以大约45至大约60重量百分比的量存在。
SAIB和基质的重量比依赖于许多因素，包括制备方式、基质的特性和孔隙率、基质在水中的溶解度、辅助成分的存在(例如精油、混浊剂(clouding agent)、维生素等)、SAIB和基质的相容性，以及许多其它因素。
在饮料应用中，优选基质重量百分比是最小化的以便使加入饮料的基质的量最小化。如果基质不可溶于水，例如蜡和微晶纤维素，这在饮料应用中是特别重要的。这种成分不经常以大于大约一个重量百分比的量用于饮料，然而有可能使它们分散在水中，从而它们可抵抗从最终的饮料沉淀出来的倾向。在饮料应用中，对于不溶于水的基质，优选的SAIB重量百分比重量是大约50百分比至大约90百分比，最优选大约80百分比至大约90百分比(以固体制剂的总重量为基础)。
可溶于水的基质是优选用于饮料应用的。最优选的基质是通常用于饮料制造的基质，包括改性的食物淀粉、阿拉伯树胶和蔗糖。优选的SAIB重量百分比是大约40重量百分比至大约60重量百分比，以及最优选的重量百分比是大约40重量百分比至大约55重量百分比(以固体制剂的总重量为基础)。
本发明进一步涉及用于制备固体蔗糖乙酸异丁酸酯制剂的方法，该制剂是根据ASTM方法D1895-96可以在少于20秒内倾倒的，所述方法包括使蔗糖乙酸丁酸酯和可溶于水或油的基质组合。
可通过本领域已知的任何合适方法，例如直接混合、挤压涂覆、喷雾干燥、掺合和包胶来组合SAIB和基质。
可利用喷雾干燥法组合SAIB和基质。在喷雾干燥法中，固体制剂一般通过3步操作来制备，包括(1)在水溶液中形成SAIB、基质和任何任选的辅助加工助剂的乳剂；(2)例如通过在例如喷雾嘴中、从旋转式圆盘、或有孔的离心喷雾器将乳剂破碎为所需要尺寸的液滴来使颗粒减小为所需要的尺寸；以及(3)在干燥环境中除去水分以形成固体SAIB制剂。干燥环境可以是热的干燥空气(例如，在喷雾干燥塔中)、脱水液体(例如，丙二醇)；脱水粉末的床(例如，干燥的淀粉粉末)等。由本方法制备的制剂根据所使用基质的类型而显著不同。虽然由喷雾干燥制备的固体SAIB制剂可以是各种尺寸和形状的，并且可以是空心的，或整体上具有基本上均一的结构，但该固体制剂的特征在于包括表面盖覆剂(coating material)基质中芯材的许多分散小球的蜂窝状结构。由喷雾干燥方法制备的固体制剂是由略微球形的回旋颗粒组成的干燥的略微有孔的粉末，所述颗粒所具有的表面盖覆剂为固态，且SAIB或者以微小液滴分散于整体颗粒中或者溶解于基质中，或为两者，这取决于SAIB和基质的相容性。
可以以本领域已知的混合液体和/或固体的任何数目的其他方法，例如直接混合来使SAIB和基质组合。这些包括Henschel混合器、Lodige混合器和V-混合器，以及主要基于剪切作用的混合方法，例如胶体磨、球磨、电动的轨道研钵和研杵以及轧制机。
也可利用单-或双-螺杆压出机实现使SAIB和基质组合。一般说来，压出机是包括伸长的管状机筒、于机筒一端的入料口和邻接其剩余端的受限的孔口模具的工业装置。一个或多个伸长的轴向可旋转的有螺纹的压出螺杆位于机筒内并且起沿着其长度运输材料的作用。此外，设计整个压出机为一般通过使用高剪切和温度条件对可流动的材料加热、加压和使其被加工。
可用于组合SAIB和基质的压出机的实例是包括在基本上圆形的机筒内的单个伸长的压出机螺杆的单螺杆压出机。压出机的另一个实例是在具有一对并排、截头圆柱体截面的补充机筒内具有一对并列伸长的有螺纹螺杆的所谓的双螺杆机械。这种双螺杆机械中的螺杆可以是相反旋转的(即，螺杆相互之间以相反的方向旋转)或同时旋转(两个螺杆都顺时针或反时针方向旋转)。
这种方法将使两股流在压出机的开口处混合一个是加热至50℃-80℃的SAIB流，而第二流是优选为粉末形式的基质流。最终的制剂以根据压出机运转条件为类似粗粉末的材料或“切碎的实心面条”样材料的形式排出压出机。
在本发明的一个实施方案中，SAIB制剂可包括附加的组分，例如用于促进SAIB和基质组合物组合的加工助剂、乳化剂、稀释溶剂或依赖于应用的其它组分，例如在饮料应用中的甘油三酯。
加工助剂可以或未必存在于最终的SAIB制剂中。例如如果使用喷雾干燥来制备SAIB制剂，则该加工助剂可包括有机溶剂以帮助在喷雾干燥前促进SAIB的含水乳化作用。这种有机溶剂包括但不限于乙醇、丙酮、中链甘油三酯、乙酸乙酯等。此外，可加入乳化剂促进制剂的乳化。
SAIB和基质的直接组合可能涉及使用稀释溶剂来降低SAIB的粘度以促进SAIB和基质的直接组合。可随后通过干燥来除去这种溶剂至可接受的剩余水平，例如＜100ppm。
本发明的另一个实施方案涉及包括水、固体SAIB制剂和乳化剂的饮料乳剂。饮料乳剂可进一步包括混浊剂、调味油类、酸化剂和抗微生物剂。
固体SAIB制剂包括SAIB和上述的可溶于水或油的基质组合物。固体SAIB制剂在饮料乳剂中以大约1重量百分比至大约80重量百分比的量存在，更优选大约1重量百分比至大约50重量百分比，以及最优选大约1重量百分比至大约40重量百分比的量。固体SAIB制剂可能起用于饮料的增重剂的作用，包括含有精油、维生素、植物提取物、营养药等的饮料。
水以足够形成乳剂的量存在于饮料乳剂中。必需的水量可依赖于许多变量，例如SAIB制剂、饮料乳剂应用和混浊剂。在优选的实施方案中，水以大约25重量百分比至大约98重量百分比的量存在于饮料乳剂中。
乳化剂是通常用于食物和饮料应用的乳化剂，包括但不限于甘油的单和二-脂肪酸酯、蔗糖的单-、二-和三-酯、脱水山梨糖醇酯、聚山梨酸酯、steroyl lactylates和卵磷脂衍生物、通过与辛烯基琥珀酸酐反应而改性的食物淀粉和阿拉伯树胶。所使用的乳化剂的量依赖于应用。
饮料乳剂中的优选乳化剂一般是通过与辛烯基琥珀酸酐反应而改性的食物淀粉并且可从各种来源商业购买(EmCap 12633，Cargill；Purity Gum 1773，National Starch and ChemicalCompany)或可从Colloides Naturels International and Tic Gums商业购买的阿拉伯树胶。存在的乳化剂量可依赖于许多变量，然而一般以大约1重量百分比至大约30重量百分比的量存在于饮料乳剂中；优选以大约5重量百分比至大约20重量百分比存在；以及最优选以大约10重量百分比至大约20重量百分比存在。
根据其使用，饮料乳剂可进一步包括混浊剂。混浊剂优选包括一种或多种量为大约0.1重量百分比至大约25重量百分比的可食用的甘油三酯脂肪或油类。甘油三酯脂肪或油类优选反射光并且其比重小于其中将使用该混浊剂的饮料的比重。
可使用各种脂肪或油类的任一种作为混浊剂，前提是该脂肪或油类适于在食物和饮料中使用。优选已经精炼、漂白和除臭以除去臭味的脂肪和油类。精炼、漂白和除臭是用于脂肪和油类的众所周知的方法。可在D.Swern，Ed.，Bailey′s Industrial Oil and Fat Products.3rdEd.，Interscience Publishers(1964)中发现这种处理的具体参考文献。
在此所使用的术语“脂肪”应指包括甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇和这种酸和醇的酯的可食用脂肪和油类。特别适于本发明使用的是具有大约4至大约24个碳原子的直链或支链饱和一元羧酸的甘油三酯。可用作混浊剂的这种脂肪的合适来源是(1)植物脂肪，例如大豆、杏仁、橄榄、玉米、红花、向日葵、棉籽、低芥酸菜子、油菜籽、芝麻籽、金莲花(nasturtium)种子、tiger种子、米糠、桂竹香和芥菜籽、(2)动物脂肪，例如兽脂、猪油和羊毛脂，(3)海产脂肪，例如步鱼、沙脑鱼(pilcherd)、沙丁鱼、鲸或鲱鱼，(4)坚果脂肪，例如椰子、棕榈、棕榈仁、巴西棕榈仁、或花生，(5)乳脂肪(乳脂)，(6)可可脂和可可脂代替物，例如牛油树脂或印度赤铁树脂，和(7)合成脂肪。
特别适于用作混浊剂的是器官感觉中性的和易于与合适的增重剂混溶的那些脂肪。这些包括来自下列来源的脂肪植物脂肪，例如大豆、玉米、红花、向日葵、棉籽、低芥酸菜子和油菜籽；坚果脂肪，例如椰子、棕榈和棕榈仁；以及合成脂肪。
不饱和的脂肪易受氧化降解，萜也如此。因此，在此合适使用的脂肪是基本上饱和的脂肪。在此所使用的“基本上饱和的”是指小于100％但主要为饱和的脂肪。优选碘值小于25的那些脂肪，最优选碘值小于8的脂肪。脂肪饱和越完全，其越不易被氧化降解。因此完全饱和的脂肪是最优选的。
可通过(1)氢化，或通过(2)不同碘值脂肪的掺合来获得具有足够低碘值的脂肪。可通过常规方法进行氢化作用，并且通常由分批法组成，借此在存在镍催化剂时使脂肪组合物与氢接触。也可通过向其加入已经饱和至更低碘值的少量相应脂肪来增加脂肪的固体含量。脂肪的碘值表明了相当于被100克样品所吸收的卤素的碘的克数目。通常，给定脂肪的碘值越低，其在给定温度下的固体含量越大，并且其将是更饱和的。可通过已知的方法容易地确定碘值。
也优选在室温下是液体的饱和脂肪。在任何与调料或增重油类掺合前，固体脂肪需要加热以获得流动性，并且如果饮料被冷却到脂肪熔点以下其可凝固。随着碳链长度增加，饱和脂肪酸的熔点升高。包含大比例C6至C12酸的椰子油类型的脂肪与包含更长链长度的酸的脂肪相比具有低熔点并且在此是特别适用的。实例包括包含己酸和辛酸的脂肪，例如乳脂肪、椰子和棕榈仁油类。包含癸酸(壬烯二酸)的脂肪，例如牛奶脂肪和棕榈种子油类在此也适合使用。
可分级分离脂肪或混合的脂肪酸以获得具有所需要特性的特定脂肪。分级分离的椰子油在本发明中是特别适用的。可通过其中除去高熔点级分的热分级分离法来获得低熔点级分。可分离所需要的低熔点级分然后使其氢化至所需要的碘值。
最优选的是甘油三-辛酸酯/癸酸酯，其为几乎完全饱和的甘油三酯。其通过使大约40重量百分比至大约60重量百分比的辛酸和大约40重量百分比至大约60重量百分比的癸酸用甘油酯化进行制备。甘油三-辛酸酯/癸酸酯在室温下是液体。
本饮料乳剂也可包括食用香料或食用香料和增重剂的组合。食用香料的实例包括一种或多种本领域普遍已知的调味剂油、提取物、含油树脂等。也可使用其它食用香料，包括调味剂浓缩物，例如来源于天然产物，例如水果的浓缩物。这些调味剂浓缩物的实例包括水果调味剂，例如橙、柠檬、酸橙等，可乐果调味剂、茶调味剂、咖啡调味剂、肉类调味剂、蔬菜调味剂、巧克力调味剂等。食用香料和调味剂浓缩物可以是任何合适的调味剂，例如来源于例如精油和提取物的天然来源，或合成制备的调味剂。调味剂组分一般包括各种调味剂的掺合物并且可以以乳剂的形式加以使用。
当需要时，可将抗微生物剂(防腐剂)，例如山梨酸钾和苯甲酸钠加入本发明的饮料乳剂或最终的饮料中。可使用大约0.01至大约15重量百分比范围量的饮料乳剂。化学防腐剂阻止饮料中微生物的生长，从而提高产品的储存期限。常规的化学食物防腐剂，即目前在U.S.规章下被分类和标记为食物防腐剂的那些化合物，包括苯甲酸钠和苯甲酸钾、山梨酸钠和山梨酸钾等。例如，Nakel等人的美国专利号4,551，342和4,737,375教导了在其中举例说明的苯甲酸的钠和钾盐保藏饮料系统的用途。Nafisi-Movaghar的美国专利号4,996,070列出了苯甲酸钠、山梨酸钾和对羟基苯甲酸烷基酯作为抗微生物剂的实例。McKenna等人的美国专利号5,021,251同样公开了使用苯甲酸钠作为霉抑制剂。
此外，可向饮料中加入酸化剂以实现各种功能。例如，可加入酸化剂以通过赋予酸味来增强食物的风味；以降低pH，从而防止导致酸败和食物中毒的细菌生长；以及螯合催化脂肪酸败反应的例如铁和铜的金属离子。通常使用的酸化剂是柠檬酸、乙酸、富马酸、抗坏血酸、丙酸、乳酸、己二酸、苹果酸、山梨酸、磷酸和酒石酸。大部分酸化剂是有机酸。
本发明进一步包括用于制备包括组合固体SAIB制剂、乳化剂和水的饮料乳剂的方法。该乳剂包含以大约1百分比至大约80百分比存在的固体SAIB制剂，更优选大约1百分比至大约50百分比，以及最优选大约1百分比至大约40百分比的量，和大约25百分比至大约98百分比的水，适量。在优选的实施方案中，任选的加工试剂以大约0.1重量百分比至大约25重量百分比的量包括在内。所有的百分比是按总饮料乳剂的重量计算的。如果需要可将其它合适的成分，例如调味剂、颜料、酸、防腐剂掺入乳剂。
适用于本发明饮料乳剂的乳化剂实例包括水溶性的材料，例如植物树胶和淀粉。实例包括阿拉伯树胶、改性的食物淀粉、羧甲基纤维素、印度胶、改性的印度胶、黄原胶、西黄蓍胶、瓜耳胶或其它合适的树胶。乳化剂构成饮料乳剂的大约1重量百分比至大约40重量百分比。
使用本领域已知的合适装置来减小饮料乳剂的不溶于水的成分的颗粒大小。因为乳化剂使油类保持在悬浮液中的能力与颗粒大小成比例，所以颗粒直径为大约0.1至大约3.0微米的乳剂适合用于本发明。优选地，颗粒直径是大约2.0微米或更小。最优选的是其中基本上所有的颗粒直径均是1.0微米至大约0.3微米的乳剂。通过使混合物通过匀浆器、胶体磨或汽轮式搅拌器减小颗粒大小。通常一次或两次通过是足够的。
可利用本发明的饮料乳剂作为成分制备充碳酸气和非充碳酸气饮料、饮料浓缩物和饮料糖浆。包括果汁；包含果汁的饮料，例如果汁饮料、宾治酒等；调味增甜的方便饮料，或膳食饮料，例如可乐果、橙、柠檬-酸橙，和其他类似的调味苏打或软饮料；植物性饮料；肉类、家禽或鱼汤饮料；乳；咖啡和茶；以及等渗(能量)饮料。在稀释至饮用浓度前，饮料浓缩物或糖浆包括上文列出的饮料，例如用于饮料制造的汽水用糖浆或浓缩物。
1加仑量的饮料浓缩物可产生1200加仑最终饮料的最多大约200加仑糖浆。每加仑的糖浆可产生大约6加仑的最终饮料。在浓缩物中，饮料乳剂以大约1重量百分比至大约75重量百分比的量存在。在糖浆中，饮料乳剂以大约0.005重量百分比至大约0.4重量百分比的量存在。饮料乳剂构成了大约0.0008百分比至大约0.1百分比的最终饮料。
其中向预混合物粉末加入水或充碳酸气水的干燥饮料混合物可包括在此所描述的SAIB制剂。干燥饮料粉末的实例包括粉末茶、水果饮料(例如，Koolaid)和运动饮料(例如，Gatorade)。当在最终的饮料组合物中需要增重剂时，SAIB制剂一般用于干燥的饮料混合物。在干燥的饮料预混合物中，固体SAIB制剂以大约1重量百分比至大约50重量百分比的量存在。由此可包括通常在干燥的饮料预混合物中发现的其它成分。饮料可进一步为充碳酸气的饮料或非充碳酸气的饮料，并且包括上述的大约0.0008重量百分比至大约0.4重量百分比的饮料乳剂。
可进一步通过下列其优选实施方案的实施例说明本发明，虽然可以理解这些实施例被包括在内仅仅是为了例证说明的目的而不是旨在限制本发明的范围，除非另外特别指明。
在下列实例中，对于倾倒性的测试是称为“Apparent Density，Bulk Factor，and Pourability of Plastic Materials”的ASTM方法D1895-96，其描述了倾倒性方法，所述方法使用漏斗和从漏斗流动时计时的测量重量的样品。在ASTM D1895-96，“Pourability”，20Apparatus，第452页中描述的漏斗是不合用的。使用具有下列尺寸的塑料vitri 964/10漏斗
将SAIB样品和SAIB制剂(样品)倾倒到一张纸上并用抹刀分散出现的任何块。然后称重10.02+/-0.1克的样品置于玻璃烧杯并倾倒入漏斗(如上所述)。用小玻璃烧杯的玻璃底部封闭漏斗的底部部分。移去烧杯并测定全部样品流过漏斗的时间。如在此所使用的，术语“可倾倒的”或“倾倒性”是指制剂可根据ASTM方法D1895-96在少于20秒中被倾倒。
实施例1a.SAIB/淀粉制剂的制备从143g EmCap 12633(可商业购买自Cargill，Inc.，Hammond，IN)和574g脱矿质水制备改性的食物淀粉的水溶液。在高剪切下利用Gifford-Wood匀浆器向其中加入由50g蔗糖乙酸异丁酸酯(SAIB，可从Eastman Chemical Company，Kingsport，TN商业购买)和45g乙醇组成的溶液。然后利用APV Anhydro Model Lab 1喷雾干燥器喷雾干燥所得到的乳剂。喷雾干燥器的操作条件是
实施例1b.SAIB/淀粉/中链甘油三酯制剂的制备从143g EmCap 12633(可商业购买自Cargill，Inc.，Hammond，IN)和574g脱矿质水制备改性的食物淀粉的水溶液。在高剪切下利用Gifford-Wood匀浆器向其中加入由100g蔗糖乙酸异丁酸酯(SAIB，可从Eastman Chemical Company，Kingsport，TN商业购买)、10g乙醇和20g中链甘油三酯(商业上称为Neobee M5并可从StepanCompany，Northfield，IL获得)组成的溶液。然后利用APV AnhydroModel Lab 1喷雾干燥器喷雾干燥所得到的乳剂。喷雾干燥器的操作条件与上述相同。所得到的制剂是在少于5秒中可倾倒的并且包含最终制剂的大约18-22％中链甘油三酯。
实施例2.用于制备SAIB/淀粉制剂的备选方法在1L圆底烧瓶中组合50克改性的食物淀粉(可从NationalStarch and Chemical，Bridgewater，NJ商业购买的Purity Gum1773)和由50克蔗糖乙酸异丁酸酯和100ml乙醇制备的溶液。利用以10mm Hg的真空和大约50℃的水浴温度运转的旋转蒸发器蒸发混合物至干燥。所得到的制剂是可倾倒的(少于5秒)。
实施例3a.SAIB/阿拉伯树胶制剂的制备从100g Instant Gum AS IRX 40830(可商业购买自ColloidesNaturels International，Cédex，法国)和500g脱矿质水制备阿拉伯树胶的水溶液。在高剪切下利用Gifford-Wood匀浆器向其中加入由100g蔗糖乙酸异丁酸酯(SAIB，可从Eastman Chemical Company，Kingsport，TN商业购买)和10g乙醇组成的溶液。然后利用APVAnhydro Model Lab 1喷雾干燥器喷雾干燥所得到的乳剂以形成SAIB制剂。喷雾干燥器的操作条件是
实施例3b.SAIB/阿拉伯树胶/中链甘油三酯制剂的制备从100g Instant Gum AS IRX 40830(可商业购买自ColloidesNaturels International，Cédex，法国)和500g脱矿质水制备阿拉伯树胶的水溶液。在高剪切下利用Gifford-Wood匀浆器向其中加入由100g蔗糖乙酸异丁酸酯(SAIB，可从Eastman Chemical Company，Kingsport，TN商业购买)、10g乙醇和20g中链甘油三酯(商业上称为Neobee M5并可从Stepan Company，Northfield，IL获得)组成的溶液。然后利用APV Anhydro Model Lab 1喷雾干燥器喷雾干燥所得到的乳剂。喷雾干燥器的操作条件与上述相同。所得到的制剂是可倾倒的(少于5秒)并且按最终制剂重量计算包含大约18-22％的中链甘油三酯。
实施例4.SAIB/麦芽糖糊精纤维制剂的制备从143g Fibersol-2(可商业购买自Matsutani America，Inc.，Decatur，IL)和574g脱矿质水制备麦芽糖糊精粉末的水溶液。在高剪切下利用Gifford-Wood匀浆器向其中加入由45g蔗糖乙酸异丁酸酯、45g乙醇和5g Neobee M5(中链甘油三酯掺合物，可从StepanCompany，Northfield，IL商业购买)组成的溶液。然后利用APVAnhydro Model Lab 1喷雾干燥器喷雾干燥所得到的乳剂以形成固体SAIB制剂。喷雾干燥器的操作条件是
实施例5.SAIB/蔗糖制剂的制备从500g蔗糖和2000g脱矿质水制备蔗糖的水溶液。在高剪切下利用Gifford-Wood匀浆器向其中加入由500g蔗糖乙酸异丁酸酯、200g乙醇和1g二辛基磺化琥珀酸钠表面活性剂(可从CytecIndustries，West Patterson，NJ商业购买)组成的溶液。然后利用APVAnhydro Model Lab 1喷雾干燥器喷雾干燥所得到的乳剂以形成SAIB制剂。喷雾干燥器的操作条件是
实施例6.SAIB/二氧化硅制剂的制备在1L圆底烧瓶中组合45克二氧化硅(如从J.M.HuberCorporation，Havre de Grace，MD商业上可得到的Zeosyl 200)和溶于100ml乙醇的30克蔗糖乙酸异丁酸酯溶液。利用以10mm Hg的真空和大约50℃的水浴温度运转的旋转蒸发器蒸发混合物至干燥。所得到的粉末是自由流动的。
实施例7.SAIB/蜂蜡制剂的制备
将蜂蜡(来自Aldrich Chemical Company，Milwaukee，WI)，100g于60-70℃熔化在烧杯中。以单注料量(single shot)加入蔗糖乙酸异丁酸酯，并在使温度下降变化时通过机械搅拌器搅拌混合物直到蜡变硬。在25℃，蜡/蔗糖乙酸异丁酸酯混合物是坚硬和非粘性的。其可被容易地碾磨形成粗粒的、可倾倒的SAIB制剂。
实施例8.SAIB/小烛树蜡制剂的制备将小烛树蜡(来自Aldrich Chemical Company，Milwaukee，WI)，100g于60-70℃熔化在烧杯中。以单注料量加入蔗糖乙酸异丁酸酯，并在使温度下降变化时通过机械搅拌器搅拌混合物直到蜡变硬。在25℃，蜡/蔗糖乙酸异丁酸酯混合物是坚硬和非粘性的。其可被容易地碾磨形成粗粒的、可倾倒的SAIB制剂。
实施例9.SAIB/十六烷酸十六烷基酯制剂的制备将十六烷酸十六烷基酯(来自Aldrich Chemical Company，Milwaukee，WI)，100g于70-80℃熔化在烧杯中。以单注料量加入蔗糖乙酸异丁酸酯，并在使温度下降变化时通过机械搅拌器搅拌混合物直到蜡变硬。在25℃，蜡/蔗糖乙酸异丁酸酯混合物是坚硬和非粘性的。其可被容易地碾磨形成粗粒的、可倾倒的(少于5秒)制剂。
实施例10.SAIB/烃类蜡制剂的制备使烃类蜡(被称为CRW 141并可从Chevron Products Company，San Ramon，CA商业购买)，100g于60-70℃熔化在烧杯中。以单注料量加入蔗糖乙酸异丁酸酯，并在使温度下降变化时通过机械搅拌器搅拌混合物直到蜡变硬。在25℃，蜡/蔗糖乙酸异丁酸酯混合物是坚硬和非粘性的。其可被容易地碾磨形成粗粒的、可倾倒的SAIB制剂。
实施例11.利用SAIB/淀粉制剂制备饮料乳剂。
制备4份单倍的橙和1份5倍的桔皮油的掺合物用作调味油类。通过组合32.7克的上述桔皮油掺合物和100.1克根据实施例1a的配方制备的SAIB/淀粉制剂来制备油相。机械搅拌包含淀粉粉末的油相浆液大约15分钟，然后同包含973.5克水、137.4g改性的食物淀粉(EmCap 12633，可商业购买自Cargill，Inc.，Hammond，IN)、4.4g柠檬酸和1.9g苯甲酸钠的水相组合，然后利用GreerCo Gifford-Wood高剪切混合器(High Shear Mixer)匀浆。使所得到的乳剂脱气18小时，然后利用两级匀浆器(来自APV Gaulin，Inc.的Model15MR-8TA)在6000psi匀浆(两遍)。利用Microtrac UPA仪器测定颗粒大小分布。测量到大约99.5％的油滴小于1.06微米，其Mv＝0.53和Mn＝0.33，其中Mv是体积分布的平均直径，Mn是数目分布的平均直径。Mv受到存在的粗糙颗粒数目的强烈影响，而Mn受小的颗粒影响大。
乳剂的百分比组成
油相的计算比重是1.008实施例12.从实施例11的乳剂制备饮料糖浆通过组合在实施例11中制备的3克乳剂和包含105.6g蔗糖、0.3g苯甲酸钠、1.3g柠檬酸和84.8克水的含水糖溶液来制备饮料糖浆。
实施例13.从实施例12的糖浆制备充碳酸气的饮料通过在塑料饮料瓶中组合在实施例12中制备的80g糖浆和400g用二氧化碳饱和的水来制备充碳酸气的饮料。利用Hach浊度计Model Ratio/XR测量最终饮料的浊度。使用水空白。密封容器并搁置用于观察。饮料乳剂持续为均质的而没有层相分离或升起的迹象。最终的饮料和饮料糖浆保持混浊而没有形成任何沉降物或发生油分离。确定新鲜制备的饮料的浊度是227NTU。
实施例14.利用SAIB/阿拉伯树胶制剂制备饮料乳剂制备4份单倍的橙和1份5倍的桔皮油的掺合物用作调味油类。通过组合32.8克的上述桔皮油掺合物和100克根据实施例3a的配方制备的SAIB/阿拉伯树胶粉末来制备油相。机械搅拌包含阿拉伯树胶粉末的油相浆液大约15分钟，然后同包含973.5克水、137g阿拉伯树胶(可商业购买自Colloides Naturels International，Rouen Cédex，法国)、4.4g柠檬酸和1.9g苯甲酸钠的水相组合，然后利用GreerCoGifford-Wood高剪切混合器匀浆。使所得到的乳剂脱气18小时，然后利用两级匀浆器(来自APV Gaulin，Inc.的Model 15MR-8TA)在6000psi匀浆(两遍)。利用Microtrac UPA仪器测定颗粒大小分布。测量到大约99.9％的油滴小于1.06微米，其Mv＝0.63和Mn＝0.50，其中Mv是体积分布的平均直径，Mn是数目分布的平均直径。Mv受到存在的粗糙颗粒数目的强烈影响，而Mn受小的颗粒影响大。
乳剂的百分比组成
油相的计算比重是1.008实施例15.从实施例14的乳剂制备饮料糖浆通过组合在实施例14中制备的3克乳剂和包含105.6g蔗糖、0.3g苯甲酸钠、1.3g柠檬酸和84.8克水的含水糖溶液来制备饮料糖浆。
实施例16.从实施例15的糖浆制备充碳酸气的饮料通过在塑料饮料瓶中组合在实施例15中制备的80g糖浆和400g用二氧化碳饱和的水来制备充碳酸气的饮料。利用Hach浊度计Model Ratio/XR测量最终饮料的浊度。使用水空白。密封容器并搁置用于观察。饮料乳剂持续为均质的而没有层相分离或升起的迹象。最终的饮料和饮料糖浆保持混浊而没有形成任何沉降物或发生油分离。确定新鲜制备的饮料的浊度是161NTU。
实施例17.利用SAIB/阿拉伯树胶粉末/中链甘油三酯制备饮料乳剂制备4份单倍的橙和1份5倍的桔皮油的掺合物用作调味油类。通过组合32.8克的上述桔皮油掺合物和根据实施例3b的配方制备的94克SAIB/阿拉伯树胶/中链甘油三酯(近似20％中链甘油三酯含量)粉末来制备油相。机械搅拌包含阿拉伯树胶粉末的油相浆液大约15分钟，然后同包含973.5克水、137g阿拉伯树胶(可商业购买自Colloides Naturels International，Rouen Cédex，法国)、4.4g柠檬酸和1.9g苯甲酸钠的水相组合，然后利用GreerCo Gifford-Wood高剪切混合器匀浆。使所得到的乳剂脱气18小时，然后利用两级匀浆器(来自APV Gaulin，Inc.的Model 15MR-8TA)在6000psi匀浆(两遍)。利用Microtrac UPA仪器测定颗粒大小分布。测量到大约97.9％的油滴小于1.06微米，其Mv＝0.67和Mn＝0.56，其中Mv是体积分布的平均直径，Mn是数目分布的平均直径。Mv受到存在的粗糙颗粒数目的强烈影响，而Mn受小的颗粒影响大。
乳剂的百分比组成
油相的计算比重是1.008实施例18.从实施例17的乳剂制备饮料糖浆通过组合在实施例17中制备的3克乳剂和包含105.6g蔗糖、0.3g苯甲酸钠、1.3g柠檬酸和84.8克水的含水糖溶液来制备饮料糖浆。
实施例19.从实施例18的糖浆制备充碳酸气的饮料通过在塑料饮料瓶中组合在实施例18中制备的80g糖浆和400g用二氧化碳饱和的水来制备充碳酸气的饮料。利用Hach浊度计Model Ratio/XR测量最终饮料的浊度。使用水空白。密封容器并搁置用于观察。饮料乳剂持续为均质的而没有层相分离或升起的迹象。最终的饮料和饮料糖浆保持混浊而没有形成任何沉降物或发生油分离。确定新鲜制备的饮料的浊度是277NTU。
实施例20.从实施例6中制备的SAIB二氧化硅制剂制备饮料乳剂制备4份单倍的橙和1份5倍的桔皮油的掺合物用作调味油类。通过组合75克的上述桔皮油掺合物和266克根据实施例6的配方制备的SAIB/二氧化硅粉末来制备油相。机械搅拌包含二氧化硅粉末的油相浆液大约15分钟，然后同包含876克水、188g阿拉伯树胶(可商业购买自Colloides Naturels International，Rouen Cédex，法国)、4.4g柠檬酸和1.3g苯甲酸钠的水相组合，然后利用GreerCoGifford-Wood高剪切混合器匀浆。使所得到的乳剂脱气18小时，然后利用两级匀浆器(来自APV Gaulin，Inc.的Model 15MR-8TA)在6000psi匀浆(两遍)。利用Microtrac UPA仪器测定颗粒大小分布。测量到大约86.7％的油滴小于1.06微米，其Mv＝0.99和Mn＝0.82，其中Mv是体积分布的平均直径，Mn是数目分布的平均直径。乳剂包含积聚在容器底部上的二氧化硅粉末。这被判断为不能令人满意的，因此没有制备饮料糖浆。
不包括二氧化硅的乳剂的百分比组成。
油相(不包括二氧化硅)的计算比重是1.002已经特定参考其优选的实施方案详细描述了本发明，但应理解可在本发明的精神和范围内实现变化和改进。
权利要求
1.一种制剂，其包括基于该制剂的重量百分比为大约1重量百分比至大约80重量百分比量的蔗糖乙酸异丁酸酯；以及可溶于水或油的基质，其中该基质以基于该制剂重量百分比为大约30重量百分比至大约99重量百分比的量存在，其中该制剂是固体并且其中该制剂可根据ASTM方法D1895-96在少于大约20秒内倾倒。
2.如权利要求1中所述的制剂，其中该蔗糖乙酸异丁酸酯以大约30重量百分比至大约70重量百分比的量存在。
3.如权利要求1中所述的制剂，其中该蔗糖乙酸异丁酸酯以大约40重量百分比至大约60重量百分比的量存在。
4.如权利要求1中所述的制剂，其中该蔗糖乙酸异丁酸酯以大约40重量百分比至大约55重量百分比的量存在。
5.如权利要求1中所述的制剂，其中该基质以大约40重量百分比至大约60重量百分比的量存在。
6.如权利要求1中所述的制剂，其中该制剂是可以在少于大约10秒内倾倒的。
7.如权利要求1中所述的制剂，其中该制剂是可以在少于大约5秒内倾倒的。
8.如权利要求1中所述的制剂，其中该基质选自蔗糖、疏水改性的食物淀粉、阿拉伯树胶、麦芽糖糊精、环糊精、微晶纤维素、羧甲基纤维素、印度胶、改性的印度胶、黄原胶、西黄蓍胶、瓜耳胶、小烛树蜡、烃类蜡和巴西棕榈蜡。
9.如权利要求1中所述的蔗糖乙酸异丁酸酯制剂，其进一步包括力工助剂。
10.如权利要求1中所述的蔗糖乙酸异丁酸酯制剂，其进一步包括乳化剂。
11.如权利要求10中所述的蔗糖乙酸异丁酸酯制剂，其中该乳化剂是阿拉伯树胶和改性的食物淀粉。
12.如权利要求1中所述的蔗糖乙酸异丁酸酯制剂，其进一步包括中链甘油三酯。
13.如权利要求1中所述的制剂，其中该基质是阿拉伯树胶或改性的食物淀粉。
14.如权利要求8中所述的制剂，其中该基质选自疏水改性的食物淀粉、阿拉伯树胶和蔗糖。
15.一种饮料乳剂，其包括大约1重量百分比至大约30重量百分比的权利要求1的蔗糖乙酸异丁酸酯制剂、大约1重量百分比至大约40重量百分比的乳化剂和大约25重量百分比至大约98重量百分比的水。
16.如权利要求15中所述的饮料乳剂，其进一步包括大约0.1重量百分比至大约25重量百分比量的混浊剂。
17.如权利要求16中所述的饮料乳剂，其中该混浊剂是甘油三酯脂肪。
18.如权利要求17中所述的饮料乳剂，其中该混浊剂是甘油三辛酸酯/癸酸酯。
19.一种饮料浓缩物，其包括大约1重量百分比至大约75重量百分比的权利要求10的乳剂。
20.一种饮料糖浆，其包括大约0.005重量百分比至大约0.4重量百分比的权利要求10的乳剂。
21.一种充碳酸气饮料，其包括大约0.0008重量百分比至大约0.4重量百分比的权利要求10的饮料乳剂。
22.一种非-充碳酸气饮料，其包括大约0.0008重量百分比至大约0.4重量百分比的权利要求10的饮料乳剂。
23.一种干燥饮料预混合物，其包括大约1重量百分比至大约50重量百分比的权利要求1的蔗糖乙酸异丁酸酯制剂。
全文摘要
本发明提供固体蔗糖乙酸异丁酸酯(SAIB)制剂，其包括基于总固体制剂的总重量百分比为大约1重量百分比至大约80重量百分比量的蔗糖乙酸异丁酸酯；以及可溶于水或油的基质，其中该基质以基于制剂重量为大约99重量百分比至大约30重量百分比的量存在，其中该制剂是可根据ASTM方法D1895－96在少于大约20秒内倾倒的。该SAIB制剂可用于饮料应用。
文档编号A23L2/62GK1878479SQ200480033311
公开日2006年12月13日 申请日期2004年11月15日 优先权日2003年11月14日
发明者P·M·库克, G·C·兹马, D·L·塞克斯顿 申请人:伊斯曼化学公司