制备包含调味料的固体胶囊的制作方法

本文的
技术领域：
涉及用于制备包含调味料的固体胶囊的方法。本发明涉及一种用于制备包含调味料的固体胶囊的方法，其中将包含调味料或香料的乳液、包含皂苷、短链至中链醇的天然提取物、水和形成分子量低于100kda的可食用生物聚合物的水溶性薄膜喷雾干燥。本发明还涉及这样的固体胶囊和含有它们的产品。
背景技术：
：喷雾干燥是用于包封调味料的众所周知的技术。喷雾干燥的产品通常由喷雾到干燥室中的乳液制备。乳液通常包含调味料、载体和乳化剂，有时还包含辅助乳化剂。许多乳液参数影响喷雾干燥的固体胶囊的质量。特别地，喷雾干燥领域的技术人员众所周知，希望喷雾干燥良好的乳液，如由不连续相的相对小的液滴尺寸所限定的，所述乳液还优选在所述整个喷雾干燥期间保持稳定。根据制造设置，考虑到乳液制备和实际喷雾干燥之间的时间延迟可以在几分钟到几小时之间变化。当要封装大量调味料时，乳液中液滴尺寸的稳定性甚至更重要且难以实现。因此，希望提供由乳液获得的固体胶囊，其具有增强的稳定性，特别是具有在延长的时间段内保持稳定的液滴尺寸。喷雾干燥过程的性质也要求乳液是可喷雾的。因此乳液不能超过一定的粘度极限，这取决于所用的设备。为了降低粘度，已知将水加入乳液中。但是，在干燥步骤中必须蒸发额外的水。这种蒸发具有高能量成本。因此，希望提供进一步降低喷雾乳液粘度而不进一步增加水的比例的方法。大多数时候，具有表面活性特性的生物聚合物，例如阿拉伯树胶、改性淀粉、改性纤维素、皂苷、明胶或甚至蛋白质如白蛋白或β-球蛋白，用作乳化剂。期望开发一种稳定且理想地不含表面油的喷雾干燥制剂。技术实现要素：本发明提供一种制备固体颗粒的方法，包括：制备包含如下成分的乳液：固体颗粒的最终重量的0.01～0.24重量％的皂苷；乳液总重量的5～55重量％、分子量低于100kda的水溶性生物聚合物；固体颗粒的最终重量的5～60重量％、含有约50％～约95％柠檬烯的调味料或香料；固体颗粒的最终重量的约5重量％～约50重量％的醇；以及约15％～约80％的水；百分比由重量定义；1.将步骤1)中得到的乳液喷雾干燥，以得到固体胶囊；2.固体胶囊中通过扩散光散射测量的液滴尺寸的特征在于等于或小于14微米的特征直径d90(群体的90％)；3.并且其中醇是脂族饱和或不饱和的(c6-c12)纯的或混合物，通过suzuki方法计算的logp在1.8～4.8范围内；或环状的(即，苯酚，香草醛......)；当皂苷的固体提取物的浓度等于或低于0.06％w/w时，将用作辅助表面活性剂的调味料或香料与包含皂苷的天然提取物一起使用，即使在低于减少的表面活性剂的量下也能保证液滴尺寸低于3)的极限。e)由模型计算的α值为2,500～10,250cm2/g。具体实施方式模型开发：“表面活性剂的表面覆盖率”定义为由给定量的表面活性剂相对于待稳定的油体积所产生的稳定表面。具有已知表面平均直径的球形油滴的数量(n)的总表面积(s)由式1表示。油滴数(n)可以使用体积平均直径和式2通过体积(v)关系获得。对于给定体积的油，产生的总表面积(s)使用式3给出。油的体积(voil)也作为使用式4中的油的体积分数(φoil)的总体积(vtot)的函数来表示。voil＝φoilvtot(4)将式3和式4组合得到式5，作为乳液体积表面积的表达。乳液的总体积(vtot)可由式6使用乳液的总质量(mtot)和乳液的体积质量(μtot)来表示。假设油和基质之间没有相互作用，样品的体积质量(μtot)为受其体积分数(φi)影响的各个成分(μi)的体积质量之和。vtot＝mtot/μtot(6)乳液的重量表面积(α)可以通过用式7代替式5和式6中的(vtot)来表示。所产生的表面积(s)必须与表面活性剂分子的数量有关。如果乳液稳定，则乳液表面积对应于油的分子函数。如果表面活性剂发挥作用并假设所有表面活性剂分子都吸附在界面上，那么所产生的总表面积应该是分子头表面(shs)乘以系统中表面活性剂分子数量的函数，如式8所示。在式8中，msurf为表面活性剂的质量(以克计)，na为阿伏伽德罗常量(6.022×1023分子·摩尔-1)，并且msurf为表面活性剂的分子量(克/摩尔-1)。表面活性剂的质量(msurf)为表面活性剂的重量浓度(csurf)乘以乳液的总质量(mtot)。因此，式8可以改写为式9。最终的等式为：式10的左侧表达，作为表面活性剂(csurf)的重量百分比的函数，α应显示通过零(无表面活性剂＝无稳定乳液)与作为乳液体系中表面活性剂的内在因素的斜率(β)的线性关系。预期乳液体系中具有高斜率值的表面活性剂具有更高的乳化效率。方法：本发明的方法包括制备乳液的步骤，所述乳液包括：a.固体颗粒最终重量的0.01～0.24％的皂苷；b.液体乳液的5％～55％、分子量低于100kda的水溶性生物聚合物；c.固体颗粒最终重量的5～60％、含有50～95％柠檬烯和5～50％醇的调味料或香料；以及d.15％～80％的水；百分比由重量来定义。所制备的乳液的α值低于10,250且高于2,500cm2/g。使用本发明公开的模型计算α值，当液滴尺寸分布为双模时，和当液滴尺寸分布为单模时，和皂苷为由一种或多种亲水性葡萄糖苷部分与亲脂性三萜衍生物组合而成的两亲性糖苷。皂苷存在于多种植物提取物中。作为“包含皂苷的天然提取物”，在此是指任何皂苷或包含皂苷的物质的混合物，所述皂苷通过将物理分离方法应用于天然可获得的原料而获得。优选的天然提取物是相对于提取物的总重量包含至少80重量％，更优选至少50重量％，甚至更优选至少20重量％，最优选至少21重量％的皂苷。作为可用于本发明的天然提取物的优选实例，可以列举植物提取物，例如皂树提取物、山茶籽提取物、牛膝提取物、甘草甜素和甜叶菊。为了本发明的目的，特别期望从皂树(quillajasaponaria)树皮获得皂树提取物。这些植物提取物可从不同的供应商通过商购获得。例如，皂树提取物可以商品名为q-naturaletm(水中的皂树提取物)从ingredionincorporated以稀释形式进行购买。在本发明的一个优选方面，相对于干燥胶囊的总重量，提取物的用量为0.05～0.95重量％，更优选0.1～0.5重量％，相对于干燥胶囊的总重量，甚至更优选0.285重量％。分子量低于100kda的任何水溶性生物聚合物都可用于本发明的目的。“水溶性生物聚合物”旨在用于本发明的目的，任何在水中形成澄清溶液的生物聚合物，即在水中形成单相溶液。优选地，当其在水中以10％，更优选甚至20％溶解，甚至更优选在水中高达55％溶解时，它形成单相溶液。优选的水溶性生物聚合物为具有高于2的右旋糖当量的淀粉水解产物。这种生物聚合物的实例是二糖、低聚糖、多糖。最优选的多糖选自糊精、麦芽糖糊精、玉米糖浆和各种来源的菊粉。使用不包含任何化学替代物的水溶性生物聚合物也是特别有利的，这意味着水溶性生物聚合物未经化学(即人工)改性。优选地，水溶性生物聚合物可在自然中获得，更优选地，其从天然来源中分离。相对于乳液的总重量，水溶性生物聚合物的用量优选为5～55重量％，更优选为20～45重量％。为了本发明的目的，调味和/或加香成分包括天然和合成来源的调味料和香料成分，或目前用于调味料和/或香料工业的组合物。它包括单一化合物和混合物。这种调味料和/或香料成分的具体实例可以在现有文献中发现，例如，在fenaroli的“调味料成分手册”，1975年，crc出版社；“合成食品辅料”，1947年由m.b.jacobs，vannostrand编辑；s.arctander，1969，montclair，newjerssey(美国)的“调味料和香料化学品”。当前调味和/或加香成分的许多其他实例可以在专利和一般文献中发现。调味和/或加香成分可以与溶剂、佐剂、添加剂和/或其他组分的混合物的形式存在，通常是在调味料和香料工业中目前使用的那些。“调味成分”对于芳香化领域的技术人员来说是公知的，因为其能够赋予消费者产品风味或味道，或者改变所述消费品的味道和/或风味，或者其质地或口感。。“加香成分”在此应理解为在加香制剂或组合物中用作活性成分的化合物，以便当施用于表面时赋予快感效果。换言之，这些被认为是加香的化合物必须被香料领域的技术人员公认为能够以积极或愉快的方式赋予或改变组合物或制品的气味或表面，而不仅是具有气味。此外，该定义还意味着包括不一定具有气味但能够调节加香组合物、加香制品或表面的气味的化合物，并且因此改变使用者对这样的组合物、物品或表面的气味的感知。它还含有恶臭抵消成分和组分。术语“恶臭抵消成分”在这里指的是能够通过抵消和/或掩盖恶臭(即对人的鼻子而言不愉快的气味)来减少恶臭感觉的化合物。在一个特定的实施方案中，这些化合物具有与引起已知恶臭的关键化合物进行反应的能力。该反应导致恶臭物质的空气传播水平降低，从而减少恶臭的感知。“醇”是指表面活性醇，其中醇是伯或仲c6-c12脂族(饱和或不饱和)或环状(不饱和或饱和)，特别是通过suzuki方法计算的logp为1.8～4.8。具体实例包括但不限于食品级醇，例如己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、苯丙醇、枯茗醇、烟酸戊四醇(perycorolle)、橙花醇、香叶醇、苯基己醇、风铃醇(lilyflore)、香茅醇、壬烯醇、五月玲兰醇(mayol)、9-癸烯-1-醇(rosalva)、二甲基辛醇、香芹酚、百里酚、甲醇、冰片、苯甲醇、薄荷醇、环戊醇、十一酚。相对于乳液的总重量，调味料和/或香料的用量优选为5～30重量％，更优选10～20重量％。乳液还可含有可选成分。特别地，它可以进一步含有有效量的防火剂或防爆剂。喷雾干燥乳液中这些试剂的类型和浓度是本领域技术人员已知的。可以列举作为非限制性实例的这种防火或防爆剂无机盐、c1-c12羧酸、c1-c12羧酸盐及其混合物。优选的防爆剂是水杨酸、柠檬酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、己酸、琥珀酸、羟基琥珀酸、马来酸、抗坏血酸、任意前述酸的钾、钙和/或钠盐、以及这些酸的任意混合物。其他可选成分包括抗氧化剂、着色剂和染料。乳液可以使用任何已知的乳化方法形成，例如高剪切混合、超声处理或均质化。这些乳化方法是本领域技术人员公知的。乳液的特征液滴尺寸d90优选不超过14微米。在环境温度(25℃)至少储存一天，特征液滴尺寸保持在14微米以下。在如下限定温度下进行雾化步骤，乳液的粘度优选为20～300mpa.s，更优选70～200mpa.s，甚至更优选100～150mpa.s。在步骤b)中，将乳液喷雾干燥以获得固体胶囊。喷雾干燥过程包括两个步骤，第一步是分散，而第二步是干燥。首先将乳液进行雾化步骤，在此期间乳液以液滴的形式分散到喷雾塔中。能够以液滴形式分散乳液的任何装置都可用于进行这种分散。例如，可以将溶液通过喷嘴或通过离心轮盘导入喷雾塔。也可以使用振动孔。胶囊的大小由分散在塔中的液滴的大小和含水量决定。如果使用喷嘴来分散液滴，则可以通过例如通过喷嘴的雾化气体的流速来控制尺寸。在使用离心轮盘来分散的情况下，调节离心力中的液滴尺寸的主要因素是液滴从盘分散到塔中。反之，离心力取决于旋转速度和盘的直径。乳液的进料流速、其表面张力和粘度也是控制最终液滴尺寸和尺寸分布的参数。通过调节这些参数，本领域技术人员可以控制待分散于塔中的乳液液滴的尺寸。一旦喷射到腔室中，使用本领域已知的任何技术干燥液滴。这些方法在喷雾干燥领域的专利和非专利文献中有完整的记载。例如，spray-dryinghandbook,3rded.,k.masters；johnwiley(1979)描述了各种喷雾干燥方法。本发明的方法可以在任何常规的喷雾塔中进行。例如传统的多级干燥设备适合于进行该过程的步骤。它可以包括喷雾塔，以及在塔的底部，在落入塔中之后拦截部分干燥的颗粒的流化床。通过上述方法可获得和/或得到的固体胶囊也是本发明的目的。获得的固体胶囊通常包含：-0.01～0.24％w/w的皂苷[在21％或21brix(bx)下0.05～0.95％的提取物]；-15～94％的、分子量低于100kda的水溶性生物聚合物；-0.5％～10％的水；以及-5～60％的调味料或香料；其中5％～50％是伯醇、仲醇或叔醇；百分比由相对于胶囊总重量的重量来定义。胶囊的所有组分如上所定义。优选地，相对于固体胶囊的总重量，固体胶囊包含0.5～5重量％，优选0.5～3重量％的水。在本发明的一个优选方面，颗粒的尺寸通常为20～200微米，更优选50～100微米，甚至更优选75～85微米。即使在相对湿度为60％，本发明的胶囊也具有令人满意的储存稳定性。另一方面，本发明涉及包含本发明固体胶囊的食品。本发明的食品优选为颗粒状或粉末状食品。在这种情况下，通过干混可以容易地将本发明的胶囊加入其中。在本发明的一个优选方面，食品从由速溶汤或酱汁、早餐谷物、奶粉、婴儿食品、粉末饮料、粉状巧克力饮料、涂抹酱、粉状谷物饮料、口香糖、泡腾片、谷物棒和巧克力棒构成的群组中选出。粉末状食品或饮料可以在用水、牛奶和/或果汁或另一种含水液体复原产品后消费。实施例现在将通过以下实施例进一步详细描述本发明。实施例1根据本发明的固体胶囊的制备通过均质化以下成分制备乳液a：表1：乳液a的组成成分份(％)包含皂苷的天然提取物1)0.49多糖2)38.30调味料3)14.83醇4)(调味料:醇＝90:10)1.65水44.741)q-naturaletm(水中的皂树皮提取物溶液(21brix)，来源：ingredioninc，nj，usa)2)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖3)柠檬烯模仿橙味调味料4)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分将多糖(麦芽糖糊精10de和蔗糖)掺入水中。引入q-naturaletm作为液体溶液(21％w/w干燥)。加入橙味油状物，用混合器(lightnin，rochester，ny)搅拌溶液。将乳液a保持在相对高的温度，例如60℃。该乳液是双峰的且其特征液滴尺寸d90为7.1微米，参数α为4,343cm2/g。胶囊a通过使用配备有高压均化和高压喷嘴雾化的卧式箱式干燥器(ernestd.menoldinc.，lester，pa)喷雾干燥乳液a来制备。将进料在70巴下均化，并将雾化压力保持在70巴。将干燥器的入口和出口温度分别保持在170℃和72℃。所得的胶囊具有表2的组成：表2：胶囊a的组成成分份(％)固体皂苷1)0.04多糖2)69.61调味料3)25.66醇4)2.85水1.841)干燥的皂树皮提取物2)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖3)柠檬烯模仿橙味调味料4)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分所得胶囊的特征在于玻璃化转变温度为74℃，平均粒径为46微米，而粉末的d90为157微米。实施例2根据本发明的固体胶囊的制备通过均质化以下成分制备乳液b：表3：乳液b的组成成分份(％)包含皂苷的天然提取物1)0.86多糖2)38.27调味料3)13.17醇4)(调味料:醇＝80:20)3.29水44.411)q-naturaletm(水中的皂树皮提取物溶液(21brix)，来源：ingredioninc，nj，usa)2)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖3)柠檬烯模仿橙味调味料4)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分将多糖(麦芽糖糊精10de和蔗糖)掺入水中。引入q-naturaletm作为液体溶液(21％w/w干燥)。加入橙味油状物，用混合器(lightnin，rochester，ny)搅拌溶液。将乳液b保持在相对高的温度，例如60℃。乳液是双峰的，其特征液滴尺寸d90为5.4微米，参数α为6,630cm2/g。胶囊b通过使用配备有高压均化和高压喷嘴雾化的卧式箱式干燥器(ernestd.menoldinc.，lester，pa)喷雾干燥乳液b来制备。将进料在70巴下均化，并将雾化压力保持在70巴。将干燥器的入口和出口温度分别保持在170℃和72℃。所得的胶囊具有表4的组成：表4：胶囊b的组成成分份(％)固体皂苷1)0.07多糖2)69.33调味料3)22.98醇4)5.75水1.871)干燥的皂树皮提取物2)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖3)柠檬烯模仿橙味调味料4)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分所得胶囊的特征在于玻璃化转变温度为74℃且平均粒径为99微米，而粉末的d90为179微米。实施例3根据本发明的固体胶囊的制备通过均质化以下成分制备乳液c：表5：乳液c的组成成分份(％)包含皂苷的天然提取物1)0.34多糖2)38.31调味料3)9.89醇4)(调味料:醇＝60:40)6.59水44.875)q-naturaletm(水中的皂树皮提取物溶液(21brix)，来源：ingredioninc，nj，usa)6)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖7)柠檬烯模仿橙味调味料8)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分将多糖(麦芽糖糊精10de和蔗糖)掺入水中。引入q-naturaletm作为液体溶液(21％w/w干燥)。加入橙味油状物，用混合器(lightnin，rochester，ny)搅拌溶液。将乳液c保持在相对高的温度，例如60℃。乳液是双峰的，其特征液滴尺寸d90为7.9微米，参数α为6,250cm2/g。胶囊c通过使用配备有高压均化和高压喷嘴雾化的卧式箱式干燥器(ernestd.menoldinc.，lester，pa)喷雾干燥乳液c来制备。将进料在70巴下均化，并将雾化压力保持在70巴。将干燥器的入口和出口温度分别保持在170℃和72℃。所得胶囊具有表6的组成：表6：胶囊c的组成成分份(％)固体皂苷1)0.03多糖2)70.43调味料3)16.58醇4)11.06水1.905)干燥的皂树皮提取物6)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖7)柠檬烯模仿橙味调味料8)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分所得胶囊的特征在于玻璃化转变温度为73℃且平均粒径为91微米，而粉末的d90为178微米。实施例4根据本发明的固体胶囊的制备通过均质化以下成分制备乳液d：表7：乳液d的组成成分份(％)包含皂苷的天然提取物1)0.19多糖2)38.32调味料3)9.89醇4)(调味料:醇＝60:40)6.60水45.009)q-naturaletm(水中的皂树皮提取物溶液(21brix)，来源：ingredioninc，nj，usa)10)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖11)柠檬烯模仿橙味调味料12)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分将多糖(麦芽糖糊精10de和蔗糖)掺入水中。引入q-naturaletm作为液体溶液(21％w/w干燥)。加入橙味油状物，用混合器(lightnin，rochester，ny)搅拌溶液。将乳液d保持在相对高的温度，例如60℃。乳液是双峰的，其特征液滴尺寸d90为6.1微米，参数α为3,122cm2/g。胶囊d通过使用配备有高压均化和高压喷嘴雾化的卧式箱式干燥器(ernestd.menoldinc.，lester，pa)喷雾干燥乳液d来制备。将进料在70巴下均化，并将雾化压力保持在70巴。将干燥器的入口和出口温度分别保持在170℃和72℃。所得胶囊具有表8的组成：表8：胶囊d的组成成分份(％)固体皂苷1)0.02多糖2)70.16调味料3)16.21醇4)10.81水2.809)干燥的皂树皮提取物10)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖11)柠檬烯模仿橙味调味料12)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分所得胶囊的特征在于玻璃化转变温度为65℃且平均粒径为46微米，而粉末的d90为157微米。实施例5根据本发明的固体胶囊的制备通过均质化以下成分制备乳液e：表9：乳液e的组成成分份(％)包含皂苷的天然提取物1)0.64多糖2)38.28调味料3)11.53醇4)(调味料:醇＝70:30)4.94水44.6113)q-naturaletm(水中的皂树皮提取物溶液(21brix)，来源：ingredioninc，nj，usa)14)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖15)柠檬烯模仿橙味调味料16)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分将多糖(麦芽糖糊精10de和蔗糖)掺入水中。引入q-naturaletm作为液体溶液(21％w/w干燥)。加入橙味油状物，用混合器(lightnin，rochester，ny)搅拌溶液。乳液e保持在相对高的温度，例如60℃。乳液是双峰的，其特征液滴尺寸d90为5.1微米，参数α为7,200cm2/g。胶囊e通过使用配备有高压均化和高压喷嘴雾化的卧式箱式干燥器(ernestd.menoldinc.，lester，pa)喷雾干燥乳液e来制备。将进料在70巴下均化，并将雾化压力保持在70巴。将干燥器的入口和出口温度分别保持在170℃和72℃。所得胶囊具有表8的组成：表10：胶囊e的组成成分份(％)固体皂苷1)0.05多糖2)69.27调味料3)19.82醇4)8.50水2.3713)干燥的皂树皮提取物14)混合50:50的10de麦芽糖糊精和蔗糖15)柠檬烯模仿橙味调味料16)芳樟醇作为醇用作香料或调味料的一部分所得胶囊的特征在于玻璃化转变温度为69℃且平均粒径为38.5微米，而粉末的d90为98微米。当前第1页12