微胶囊包封的用于焙烤制品的甜味剂的制作方法

专利名称：微胶囊包封的用于焙烤制品的甜味剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用包封技术使用于焙烤制品的人工合成和某些天然甜味剂更加稳定。所述的焙烤制品包括如蛋糕、馅饼、饼干及包括糖果在内的一些糖果糕点制品。具体而言，本发明涉及包封天冬氨酰苯丙氨酸甲酯(以下称为Aspartame)的方法以提供具有PH值、温度和湿度稳定性的较小的胶囊。
Aspartame是目前用于“冷”食品和短时加热食品中的一种人工合成甜味剂。所谓冷食品是指苏打水、牙膏以及在室温下加工的小吃食品等。短时加热食品包括咖啡和茶等饮料。但Aspartame在焙烤制品中的效果并不很好，这可能是因为PH值、高温和高湿的综合作用使Aspartame发生化学降解的缘故。因而，对蛋糕、饼干、馅饼等需在高温下焙烤几分钟到几乎1小时的食品来说，像Aspartame等对温度、PH值或湿度敏感的甜味剂就不是理想的选择对象。
为了能生产出存在有Aspartame的焙烤产品，人们已做过多种尝试。但是，对该化合物所作的种种改进仍然无效。对Aspartame粉末进行涂覆以保护它不会因长期的高温、PH和湿度作用而损坏似乎是一种可行的方案，但是传统的胶囊包封方法使得微胶囊包封的Aspartame产物存在有下述问题1.生产的胶囊尺寸太大从而影响到胶囊在整个面糊中的分布。胶囊大使得分布不好，这导致在蛋糕或饼干内许多地方没有甜味或者是由于产品的外观出现了斑点而影响美观。
2.现有技术中，脂肪/蜡材料可被用作胶囊的壳层材料来包封Aspartame。但是，观察胶囊可以发现，胶囊有一系列的破裂或损伤。据认为这是由于蜡从其熔化状态再形成固体时硬化而引起的。高PH值水(例如按许多蛋糕在配方生产时)均可能通过这些裂缝进入壳内并直接影响内芯。
3.单层、薄壳的微胶囊的强度太差不能承受搅拌操作中的剪切力，因而当它们被置于传统的食品或蛋糕面糊混合装置中时经常破碎。
4.使用蜡或其它涂层经常会使胶囊壳上产生静电，进而导致胶囊的附聚。这也使胶囊不能在整个面糊中充分分散，从而出现空白点。
本发明是一种可以避免上述缺陷的方法。本发明提供了较小的胶囊，它的附聚作用小，胶囊壳密封更完全，从而防止或减少了能导致上述问题的裂缝或损伤的机会。


图1描述了几种可用来包封甜味剂的微胶囊结构。
图2为使用脂肪/蜡粘接材料的粒状Aspartame的DSC温度记录图谱。
图3为使用天然聚合物作胶囊的包覆壳体，经包封的Aspartame的DSC温度记录图谱。
图4描述了在大多数焙烤过程中，承受温度、PH值和湿度时，Aspartame产生的分解产物。
图5是表示在标准温度下，Aspartame在各种PH值时的分解范围的曲线图。
图6描述了在包封Aspartame时脂肪或蜡的使用情况，表示了普通脂肪/蜡涂层与熟成脂肪/蜡涂层的应用对比。
图7给出了使用熟成脂肪和蜡包封颗粒甜味剂的方法的方框图。
图8给出了所谓凝集法的胶囊包封的现有技术。
天然的、人工合成的或者天然与人工合成材料混合的食品甜味剂用一种物质涂覆以使甜味剂在各种焙烤制品的条件下保持功效，此外提供一种使与采用某些合成甜味剂相关的任何余味得以减小的方法。表2A和2B分别给出了部分天然甜味剂和合成甜味剂。
可以参考T.Cea等人的美国专利4，384，004和J.Tsau等人的美国专利4，704，288。这两篇专利都描述了包封的Aspartame。Tsau描述了在焙烤制品应用领域使用包封的Aspartame。Tsau给出了包含脂肪物质的涂层，胶囊粒径超过177μm。业已发现，这些胶囊在各种焙烤制品中都产生空白点上述食品包括蛋糕、馅饼和饼干。“空白点(Void Spots)”定义为焙烤制品中没有甜味的区域，它们或是整体上缺少甜味剂，无味，或是实际上与口味不相符。
空白点可能是因为胶囊没有完全形成造成的，因而只能对Aspartame提供微弱的保护，以至在焙烤过程中芯料发生降解(Aspartame是对PH值、湿度和温度敏感的物质，结果使Aspartame分子分解成为一些具有令人讨厌的口味或淡味的分解副产物，如图4所述)。
由于胶囊太大而使其不能在面糊内充分分散也可形成空白点。空白点导致焙烤制品内部分布不良，在许多区域留下空白点，使这部分区域缺少甜味。表5给出了含同样量Aspartame甜味剂的巧克力蛋糕在焙烤后甜味的存留率，所述甜味剂为未经处理或粒状的Aspartame甜味剂和与之相比较的各种包封的Aspartame试样。需要注意的是，相应于表6所列尺寸，平均颗粒尺寸大于650μm的粒状Aspartame根据表3所给出的品尝试验存在一些空白点。
由于大颗粒在焙烤中存留而完好无损，特别是在如巧克力蛋糕这样的深色焙烤制品上清晰可见，因此空白点还使蛋糕表面出现斑点。表1显示了未经处理和粒状的Aspartame与平均尺寸较小的经包封的Aspartame样品相比在蛋糕中使用时所形成的外观情况。如表6所示，未经处理的Aspartame的平均粒径仅仅为29μm，而粒状Aspartame的平均粒径超过650μm。这些留存物在焙烤制品上留下斑点。这些斑点在蛋糕、馅饼和纸托蛋糕的底面上尤其清楚可见，表1的描述可作证明。
表1使用包封的Aspartame的蛋糕外观与使用未经处理和粒状的Aspartame的蛋糕外观对比外观的斑点情况未经处理的Aspartame 5～7粒状的Aspartame 0～1AES-B-36 10AES-B-39 10AES-B-40 10AES-B-43.1 10等级斑点最重的外观(0)到无可见的斑点(10)10＝在底面或整个蛋糕中无可见斑点5＝有一些可见的斑点0～1＝斑点很严重，外观很差。
表2A部分天然甜味剂举例产品 供应厂家 组成糖 Imperial Sugar Co. 蔗糖乳糖 Plalte & Banner，Inc. 乳中的糖玉米糖浆 Corn Products，Co. 玉米葡糖玉米糖浆粉 Corn Products，Co. 玉米葡糖右旋糖 Corn Products，Co. 玉米葡糖果糖 Corn Products，Co. 水果中的糖甘露醇 Corn Products，Co. C6H16O6表2B部分人工合成甜味剂举例产品 供应厂家 组成Nutrasweet Nutrasweet 天冬氨酰苯丙氨酸甲酯(Aspartame)ACE-K(Sunett) Hoechst Acesulfame KCelenese赛克莱美脱 Abbott 环己烷氨基磺酸的盐(Cyclamate) LabsSuralose Mc Neil 蔗糖的氯化衍生物Alitame Pfizer 氨基酸基物糖精 PMC 由氨茴酸甲酯衍生的Specialities
左旋糖 Biosphere此外，由于大的粒状甜味剂没有在焙烤过程中或此后马上完全释放出甜味剂也可能造成空白点，由此，在品尝的那时刻食用者与甜味剂的活性物质不能发生接触，因而，品尝者就根本不能感觉到焙烤制品的甜味。另外，这些大的胶囊在焙烤加工后给食用者带来严重的余味问题。
为了解决各种焙烤制品中存在的空白点和斑点问题，必须采用含较小胶囊的那种配方。较小的胶囊在面糊中能均匀地更好地分散，从而使制得的蛋糕、饼干和馅饼不再出现可见的甜味剂斑点，很少有或根本没有空白点。现有技术提出使用的Aspartame胶囊实为粒状的Aspartame颗粒，其最小粒径为177μm，平均粒径大于400μm。本发明制得的胶囊的平均粒径小至4.0μm。用该甜味剂胶囊制作的蛋糕、饼干和馅饼在焙烤后的成品中根本没有空白点和可见的斑点。请注意表6给出了有关尺寸的比较结果，表3说明了甜味品尝试验结果，表1示出了巧克力蛋糕的外观比较。
表3A在蛋糕混料中带有1.25g Aspartame等效活性甜味剂的巧克力蛋糕的甜味分布比较甜味剂分布未处理的Aspartame 1粒状Aspartame 3AES-B-36 10AES-B-39 10AES-B-40 10
AES-B-43.1 10等级最差(0)-最好(10)10在蛋糕的每一部分均有甜味，未检测出空白点。
5有一些空白点，中度甜味剂。
0～1几乎感觉不到任何甜味。
上述结果是基于对20个人进行人为盲式品尝试验而得出的。
表3B在蛋糕混料中带有1.25g Aspartame等效活性甜味剂的巧克力蛋糕的余味感觉比较余味感觉未处理的Aspartame 10粒状Aspartame 8AES-B-36 2AES-B-39 3AES-B-40 2AES-B-43.1 1等级余味最轻(0)余味最强(10)10＝余味特别强。
5＝余味中等。
0几乎感觉不到任何余味。
上述结果是基于对20个人进行人为盲式品尝试验而得出的。
用现有技术方法对胶囊的微观检验表明，目前常用的脂肪/蜡材料在其表面存在严重的裂缝和损伤，随着胶囊陈化，裂缝变得日益明显。
因而，现有技术提供的胶囊对在面团制作或各种馅饼、蛋糕、饼干和其它焙烤制品的焙烤过程中存在的PH值、湿度和温度的降解作用只能给予很有限的保护。
由于如图6所示的结构中的微孔和裂缝，脂肪/蜡壳层材料也不是一种有效的屏蔽材料。
申请人业已发现，所有β或几乎所有β状态的改进的脂肪/蜡材料可在APM(Aspartame)的包封中提供更有效的保护涂层，还发现其它一些材料也具有类似的保护能力，所说的其它材料包括如列于表4中的天然聚合物。
表4在包封甜味剂时可用作胶囊壳体的材料天然聚合物阿拉伯胶 蛋白质 乙基纤维素 琥珀酰化明胶 改性玉米淀粉 硝酸纤维素 三硬脂酸甘油酯 明胶 甲基纤维素改性淀粉 醋酸纤维素酞酸酯 阿拉伯半乳聚糖 丙基羟基纤维素脂肪和蜡三硬脂酸甘油酯 STEROTEX HM，K CARNOLA蜡棉籽絮片体(COTTON FLAKES) 大豆絮片体(SOYA FLAKES) 蓖麻蜡 菜籽蜡 蜂蜡 巴西棕榈蜡 小烛树蜡 微晶蜡(MICROWAX)(石油) 粘土蜡(BOLAR WAX)1014 特种脂肪42，44，168T BE SQUARE蜡195A BE SQUARE蜡195W ENERGYBOOSTER
ASTOR蜡180 ASTOR蜡150使用脂肪/蜡基涂层包封Aspartame可以使用这样一种脂肪，即该脂肪通过加热处理方法被转化成一种更稳定的β状态，所说的处理方法可以是对熔化态的脂肪或刚刚固化的脂肪进行热熟成，这样做有助于防止涂层的甜味剂制品形成损伤和微孔。此外，也可将脂肪和蜡熔化成熔融的液态，然后在将熔融的脂肪或蜡以造粒或热熔包封法施加到甜味剂颗粒上以前突然改变压力。在冷却和再次固化后，脂肪就会有更少的损伤或微孔，从而减少了水分渗透通过处理过的脂肪的途径，也减少了甜味剂芯料的降解。图7示出了该过程，即用压力处理熔融的脂肪或蜡，然后将处理过的壳体材料施加到甜味剂芯料上，如Aspartame颗粒上。
图2为现有技术产品的温度记录图。图2表明，该产品有一混合熔点分布图(该产品是用杜邦TA-2000型差示扫描量热计测试)。这是由于在Aspartame上用作涂层的脂肪材料的不稳定性而引起的。图3表示的是本发明的涂层的Aspartame产品的温度分布图。需要注意的是单一较高的熔点，它是再次固化用压力处理过的脂肪中β状态的特征。图3的材料较之常规熔化的和粒状的脂肪涂层的热稳定性更强。
实施例4给出了在甜味剂颗粒上以热熔涂层法施加β化脂肪的实例。
可以采用传统的包封法以天然聚合物作壳体材料来包封甜味剂，壳体材料如表4给出的那些。图8表示一种常规的被称之为凝聚的包封方法，该方法采用上述天然聚合物。
图1显示的是几种可用于实施本发明的胶囊结构，包括储存型、微孔海棉型、多壳体型和胶囊套胶囊型。可以图8给出的说明作参考，图8显示了称作凝集的包封方法，该方法是特为使用胶态或天然聚合物而设计的。
下列实例详细描述了采用Aspartame作标的甜味剂，采用在一种溶剂中处理过的天然聚合物、在含水介质中处理过的天然聚合物、两种天然聚合物的混合物壳体材料，及使用一种熟成脂肪壳体材料包封生产甜味剂的方法。
这些实例如下实例1用一种纤维素材料作壳体材料包封Aspartame本实例显示了用纤维素材料作壳体涂层来制备包封的Aspartame的方法。把纤维素材料用于Aspartame胶囊的优点是明显的，尤其是考虑到这些胶囊用于焙烤制品时。在这些焙烤制品中糖可被一种填充剂取代，该填充剂用来保持蛋糕、饼干、馅饼或其它焙烤制品的整体形状。
在蛋糕中由于缺少糖会使糕点制品的尺寸减小。平均来讲，焙烤一块蛋糕需使用约100～500g的糖。由于Aspartame比糖甜约200倍，因此在蛋糕配方中仅需要1～5g的Aspartame。原来糖所占的大部分体积必须用一种填充剂来补充。在蛋糕、饼干和馅饼中使用的大多数商用填充剂是纤维素化合物。
大多数的该类纤维素化合物为乙基纤维素或甲基纤维素。因而，需要使Aspartame胶囊与用来代替蛋糕中的糖的填充剂间得以协调而相容，从而决定使用乙基纤维素作为Aspartame的涂层材料。用作特定蛋糕配方中的填充剂的乙基纤维素和用于Aspartame胶囊的乙基纤维素自然构成相容性。
按照下列过程生产Aspartame胶囊将Dow化学公司生产的乙基纤维素ST100 20g溶解在Aldrich化学公司生产的600ml加热了的环己烷中，环己烷被预先在平缓搅拌下加热至70℃。乙基纤维素与环己烷的混合物被搅拌直至混合物变得澄清。这时在环己烷内，乙基纤维素形成一层膜。将混合物缓慢地冷却至60℃，再向其中加入由Tosoh Canada.Ltd.生产的Aspartame 60g，整个混合物再搅拌约1分钟以使其均质。
采用名称为M-CAP ＃L50装置(利用其尺寸控制室＃2)来生产胶囊。该装置在美国专利4，978，483有说明。M-CAP装置对液体分散液中的芯料和壳体材料的混合物施加一个突然的压力变化来形成胶囊。该装置的入口压力设置为75PSI，使乙基纤维素、Aspartame和环己烷的混合物通过处于60℃(该混合物单程通过装置)下的该装置而得到处理。该机器一启动就可马上观察到胶囊的形成，然后，将胶囊真空过滤去除环己烷溶剂，再在通风橱中干燥过夜。制得的产品包括73.4g包封制品，产率为92%，该产品包含的胶囊大多数为球形，其平均粒径如表6所示。该样品称之为AES-B-40。
表6材料 平均粒径(M)未处理的APM 29粒状APM 650AES B36 18.18AES B39 28.33AES B40 49.33AES B43.1 107.22AES A46 4.25AES A47 4.19AES A48 4.09AES A85 3.7按照蛋糕配方＃1和＃2及饼干配方＃3和＃4，将乙基纤维素包覆的Aspartame胶囊加于蛋糕和饼干配方中。焙烤试验的结果表明胶囊形成良好，在蛋糕粉中具有优良的分散性，没有空白点，即没有不甜的区域，同时蛋糕也没有斑点，参见表1和3。表5表明了这些胶囊在焙烤试验后的留存率。表6给出了按照该方法生产的胶囊的平均尺寸范围。
配方＃1 08/28/89巧克力蛋糕配方使用Aspartame的巧克力蛋糕配方BBF-4
组成面粉 154g发酵粉 1.2g发面苏打 3.1g盐 1.75g可可粉 56g包封的甜味剂 等于1.25g的活性组分填充剂 198g植物油 56g水 92g牛奶 99g蛋 65g香草 1.8g加工预热烤炉至350°F，在一个9×1″×1/2″的圆锅内放油和面粉，将包封的甜味剂和填充剂一起过筛，然后将所有其它干组分彻底过筛。在一个和面缸里放入筛过的干组分，再加入蛋、奶、油和香草。使用Sunbeam生产的Deluxe Mixmaster混合机在中等速度下(启动＃2档)将上述所有组分混合在一起，混合时间为2分钟。从混合机中取出和面缸，将搅拌桨上多余的面糊刮下并加到和面缸中。在室温的水中搅拌并混合直至光滑(面糊将是稀的)，将其加入锅中。在350°F的炉中焙烤30～35分钟，或者到木签插入中心拔出时是干净的为止。从炉中取出蛋糕，在锅中冷却10分钟。从锅中取出让其完全冷却。
配方＃2 9/13/89鸡蛋糕配方使用Aspartame的鸡蛋糕配方J-30BBF180-A组分包封的甜味剂 等于1.25g活性组分填充剂 110.2g面粉 154g香草 4.2g鸡蛋 54g牛奶 194g起酥油 50g盐 3.5g发面粉 6.8g加工将烤炉预热至350°F，在一个9×1″×1/2″的圆锅内放油和面粉。将包封的甜味剂和填充剂一起过筛，然后将其余的所有干组分彻底过筛。在另一个缸内将牛奶、鸡蛋、起酥油和香草混合。缓慢地将干组分加入液体中。使用Sunbeam生产的Deluxe Mixmaster混合机在中等速度下(启动＃2档)将上述所有组合混合在一起，混合时间为3分钟。刮下缸边以确保完全混合。从混合机中取出和面缸，将搅拌浆上多余的面糊刮下并加到和面缸中。将其倒入已准备好的锅中。在350°F的炉子中焙烤20～30分钟或到木牙签插入中心拔出时是干净的才为止。从炉中取出蛋糕并在锅内冷却10分钟。从锅中取出让其完全冷却。
配方＃3 9/23/89奶油饼干使用Aspartame的奶油饼干配方BBF23A组分面粉 181g包封的甜味剂 等于1.25g活性组分奶油 85g填充剂 48g香草 1.8g鸡蛋 85g加工将烤炉预热至375°F，将包封的甜味剂和填充剂一起过筛。将甜味混合物与奶油手工混合直至光滑并搅成乳浆状(约2分钟)。再加入香草和鸡蛋至混合均匀。再缓慢地加入面料至混合均匀，以确保所有的面料在整个混料中已均匀。将小块的混料放置在未上油的板式锅上，焙烤10分钟或直至饼干的边缘变成棕色。从板式锅中取出饼干并使其冷却。
配方＃4 09/07/89燕麦粉饼干配方使用Aspartame的燕麦粉饼干配方BBF-11-A
组分起酥油 55g包封的甜味剂 等于1.25g的活性组分填充剂 110g鸡蛋 57g香草 1.8g面粉 180g发酵粉 1.0g发面苏打 2.6g焙烤盐 1.75g肉桂 1.4g燕麦粉 1量杯加工将烤炉预热至400°F，在一缸内将填充剂和包封的甜味剂混合在一起，向其中加入起酥油、鸡蛋、香草并充分混合。缓慢地将面料和其它干组分混合在一起，要确保所有的干组分被润湿，再加入燕麦粉并混合2分钟。在未放油的锅上放置小块混料并焙烤8～10分钟。从锅上取出饼干并让其冷却。
表5焙烤后巧克力蛋糕中留存的Aspartame焙烤后留存率未经处理的Aspartame 10%粒状Aspartame 84%AES-B-36 40.25%AES-B-39 40.88%AES-B-40 47.85%AES-B-43.1 65.84%测试是在HPLC装置中对熟化的巧克力蛋糕样品进行的。
总之，使用纤维素材料作壳体材料的实例1所提供的包封的Aspartame在焙烤加工后的蛋糕和饼干中保留着，其甜度足以满足要求，尽管其用量甚小。
例2用改性处理的淀粉作壳体材料并用M-CAP装置在含水介质中制备Aspartame微胶囊由National淀粉公司生产的称之为Capsul的改性蜡质玉米淀粉被用作甜味剂胶囊的壳体材料，Aspartame作甜味剂芯料。在本实验中，是按照下述步骤在含水介质中制备胶囊混合物的。
将Capsul淀粉100g放入一个盛有4l蒸馏水的烧杯中，水已预热至75℃。淀粉加放过程中迅速搅拌直至淀粉溶解成澄清溶液。将溶液冷却至约50℃至形成轻微的混浊。向溶液中加入Tosoh Canada Ltd.生产的Aspartame 260g，添加过程中仍搅拌混合物，在15～20分钟内加完。
让混合后的淀粉-水Aspartame混合物通过＃L50型M-CAP装置，在75PSI，2冲程/秒操作条件下使用＃2室，生产出小胶囊，其尺寸如表6的样品号AES-B-39表示。
经M-CAP装置包封后，胶囊浆液被搅拌直至样品达到室温，然后用Bowen 7英尺喷雾干燥器进行喷雾干燥。入口温度为290℃，出口为90℃，压力8PSI，速度为每小时160ml。应使喷雾干燥器的燃料速度慢些以避免淀粉壳体的燃烧。
制得的甜味剂胶囊大多数为球形，产率为60.8%。
在配方号1～4中将该胶囊加入到蛋糕和饼干配方中，检验了焙烤后蛋糕的斑点、甜味或空白点以及Aspartame成分的留存率。结果分别由表1、3和5给出。
在每种情况下，上述过程制备的胶囊用在蛋糕和饼干中都能在焙烤时抑制湿度、温度和PH值的降解作用，从而生产出优质的焙烤制品。
实例3用由两种天然聚合物组成的基质壳体组合物微包封的甜味剂实例由Tic Gums公司生产的阿拉伯胶与由Berol Chemical生产的合成乙基纤维素这两种纤维素天然材料结合起来制备由两种天然聚合物壳体材料构成的以单一壁基体存在的甜味剂胶囊。
阿拉伯胶30g和乙基纤维素411(也被称为Bermocell E411FQ)30g混合在一起，然后在温和搅拌下加入到装有3，640ml室温蒸馏水的4l玻璃烧杯中。
然后，将混合物加热至50℃，同时搅拌30分钟，直至溶液澄清。
此时，再在温和搅拌下，将此混合物冷却至38℃。用刮勺向其中缓慢加入Tosoh Canada Ltd.生产的Aspartame 260g。将Aspartame、阿拉伯胶、乙基纤维素和水的混合物搅拌15分钟，然后将混合物送入M-CAP装置，该装置的型号为＃L50，带有室＃2，入口压力设为75PSI，速度为2冲程/秒。
制得的甜味剂胶囊成型良好，其平均尺寸如表6中样品AES-B-36所示。
然后，使用Bowen 7英尺喷雾干燥器对甜味剂胶囊混合物作喷雾干燥，以得到自由流动的松散的甜味剂胶囊固体。总产率为172g即53.75%。
将胶囊加入1-4号的蛋糕和饼干配方中，检验了焙烤后蛋糕的斑点、甜味或空白点以及Aspartame成分的留存率。结果分别由表1、3和5给出。
在每种情况下，上述制备的甜味剂胶囊用在蛋糕和饼干中时都能抑制焙烤过程中湿度、温度和PH值的降解作用，从而生产出优质的焙烤制品。在单一基质壳体材料组合物中使用多种材料可以增加胶囊的强度，与采用薄单壁材料的情况相比，可以给予更强的保护。
实例4包含有经热或压力加工技术熟成的脂肪或蜡壳体材料的甜味剂胶囊的制备本实例详细说明了使用熔化的脂肪和蜡造粒或包覆固体颗粒的热熔法。作为现有技术的这类加工方法生产的产品涂层存在缺陷，所形成的保护层不能阻止水分的渗透。这是由于如图6所示的制得的壳体结构中形成了裂缝、缝隙或微孔。
为了减小脂肪和蜡涂层中形成的裂缝、缝隙或微孔，脂肪必须首先经熟成处理成更稳定的多晶型状态。这可以通过热或压力熟成处理来完成。图6B给出了这种熟成处理的结果，壳体上很少有或没有裂缝、缝隙或微孔。
由美国的Huls生产的称为Dynasan 118的蜡式三硬脂酸甘油酯的熔点为70℃，由于它的熔点特别高，因而被选用作壳体材料，它使标的甜味剂在焙烤过程中成为优良的热保护层。此外，选用它还在于它的高纯度和晶体结构。
将226g Dynasan 118在一个已加热至90℃的不锈钢烧杯中熔化。然后将熔化的脂肪传送至一个由Encapsulation Systems.公司生产的被称为β-处理器的压力施加装置中。β-处理器对熔化的脂肪或蜡施加一突然变化的压力，其目的是使脂肪或蜡熟成进而冷却至二次固化的形式。
β-处理器单元的入口压力设为75PSI，速度为1冲程/秒，在上述条件下让熔化的Dynasan 118通过该装置。然后收集经压力处理的脂肪/蜡，并在熔化状态下将其加到由Tosoh Canada Ltd.生产的75g Aspartame中，Aspartame是装在由Hobart公司生产的轨道混合机的混合釜中的。
一直搅拌该混合物至Dynasan 118/Aspartame混合物的温度冷却至55℃，这时，脂肪壳体材料二次凝固成Aspartame颗粒上的完整涂层，从而形成了甜味剂胶囊。
制得的白色固体产品的产率为98%。在该方法中没有使用溶剂。这个样品在表6中标记为AES-B-43.1，其大小可浏览对照。
按配方1～4号将该胶囊加入蛋糕和饼干中，检验了焙烤后蛋糕的斑点、甜味或空白点以及Aspartame成分的留存率。结果分别由表1、3和5给出。
在每种情况下，上述过程制备的胶囊用在蛋糕和饼干中都能在焙烤时抑制湿度、温度和PH值的降解作用，从而生产出优质的焙烤制品。
图3的DSC图谱明显优于图2所示的图谱，图2的图谱是由Nutrasweet公司得到的简单未熟成的脂肪涂层的Aspartame的图谱。应注意比较，图3β型结晶的脂肪/蜡具有较高熔点和更稳定的结晶结构而图2是不稳定且较低熔点的脂肪DSC图谱。图2所示的未经熟成处理的脂肪的熔点不大明确，在显微研究中，发现它有一些微孔、裂缝和缝隙，如图6A所示，从而减小了对水分渗透的阻止能力。由于Aspartame对PH值和温度均是敏感的，那么通过脂肪壳体涂层上的裂缝的水分渗透就能引起Aspartame活性成分的迅速分解，产生了如图4所示的分解产物，相应地也减小了甜味的效能。
β处理或压力处理过的脂肪的裂缝或微孔都非常之少，因而可以阻止水分的渗透，PH值也就难以随着水分渗透而改变，上述微孔和裂缝很少的情况可从图6B所给出的说明中看出。此外，熟成的脂肪壳体具有更高而稳定的熔点，从而能抵抗焙烤过程中的热量，参见图3。由于使用脂肪作壳体材料，因而当脂肪与口腔一经接触可立即释放，在人们品尝掺入上述制备的甜味剂胶囊的焙烤制品第一口时就马上能得到满意的甜味。
由上述实验制得的样品使用HPLC测试方法对按配方1生产的巧克力蛋糕中样品的留存率进行了测试。该方法比较了蛋糕中加入的Aspartame胶囊的量(在每个测试配方中等于1.25g的活性物质)和在焙烤后及蛋糕放置至少5天后在蛋糕样品中存在的Aspartame的量。该研究的结果列于表5。由表5可以看出，粒状的大颗粒的Aspartame制品的留存率最高，产生的分解副产物最少。然而，由于它在面团中的分布差以及其粒径的作用，该产品也使得蛋糕外观上有斑点并存在几处空白点。按照上述所列过程制得的其它所有的包封的样品都具有可接受的Aspartame的留存率。
需要注意，当在焙烤制品中使用包封的甜味剂时，消费者希望在品尝焙烤制品的第一口时就能马上感到满意的甜味。如果胶囊能包护甜味剂在面团制备或焙烤时不至于降解，但却不能在消费者第一口品尝时立即有甜味，那么这种包封就是一种浪费了。如图1所示的大多数储藏型胶囊，当它们被设计用来总体上牢固地包封时将不能释放出甜味剂，而胶囊实际上被消化掉了。因此，为了给消费者一个最初的满意感觉，胶囊最好不仅在面团制备至焙烤的整个过程中保护甜味剂芯料，而且应能使甜味剂在焙烤循环的末期释放出来。以这种方式，在焙烤过程的末期胶囊释放出来或至少部分溶解胶囊壳体使甜味剂芯料暴露出来，这样在第一口品尝时就能立即有甜味感觉。表4所列的颗粒涂层材料之所以能被选用除了因为它们能在焙烤过程中提供保护，还因为它们能在焙烤循环的末期部分释放，从而在第一口品尝时能立刻感觉到甜味。
虽然甜味对各种消费者有不同的感受，属于一种主观上的事情，但表3A给出的等级表明了由20人组成的品尝组的感受，上述品尝试验是针对各种蛋糕和饼干配方进行的。所做的比较是对不含Aspartame、含未经处理的Aspartame、粒状Aspartame以及本文所列出的多种经包封的Aspartame的蛋糕进行的。请注意，在每种情形下，包封的Aspartame是最优的。表3B表明，在品尝试验时，使用包封的Aspartame的被品尝的焙烤制品很少有或没有余味，而用未经处理或粒状的Aspartame的焙烤制品的余味却很重。
当使用高效甜味剂代替通常的糖的空间时可以使用各种填充剂。具体到Aspartame来说，它的甜度几乎为糖的200倍，在一块常规的蛋糕配方中仅需要1～2g的Aspartame活性物质，而如用糖则需要多达100～200g。余下的约198g重量的空间体积必须由一种填充剂来代替。大多数的填充剂为纤维素化合物，由于使用Aspartame而需大量使用时就带来松散问题。有些填充剂不存在松散问题，特别是由Canadian Harvest公司生产的称为Snowite Oat Fiber的产品。此外，重要的一点在于考虑使用填充剂的一些好处。填充剂可控制体积或粘度，并能给出改善口感的平滑且稳定的质地。大多数填充剂可溶于冷水，它可改善褐变反应，并可提供无淀粉味的从低到中等的甜度。使用填充剂的最大优点之一是减少热量，然而，只有不多的填充剂自称能减少热量。
本发明的包封的甜味剂可以在焙烤期间提高留存率，因而使得可以在焙烤制品如蛋糕和饼干中使用无糖的甜味剂。
权利要求
1.一种含有一种甜味剂的胶囊的制备方法，该方法包括下列步骤(a)制备一种由一种甜味剂组成的芯料和一种壳体材料的分散物；和(b)对分散物施加突然的压力变化。
2.按权利要求1的胶囊的制备方法，其特征在于甜味剂芯料包括天然甜味剂、人工合成甜味剂或天然和人工合成甜味剂的混合物。
3.按权利要求1的胶囊的制备方法，其特征在于甜味剂芯料物质选自Aspartame、糖精、Nutrasweet、ACE-K(Sunett)、赛克莱美脱、Surolose、Alitame、左旋糖，它们或是液体形式的或是固体形式的。
4.按权利要求1的胶囊的制备方法，其特征在于甜味剂芯料物质选自蔗糖、葡萄糖、乳糖、玉米糖浆、玉米糖浆干粉、右旋糖、果糖和甘露醇。
5.按权利要求1的胶囊的制备方法，其特征在于甜味剂芯料物质包括天然和人工合成的甜味剂化合物的混合物。
6.用脂肪或蜡壳体材料制备胶囊的方法，包括下列步骤(a)将脂肪或蜡熔化成熔融状态;(b)通过加热或突然的压力变化来处理熔化的脂肪或蜡以使脂肪或蜡熟成;(c)将处理过的熔融脂肪或蜡涂加到在容器中的甜味剂颗粒上，然后搅拌该混合物，直至处理过的脂肪或蜡在甜味剂颗粒上固化成涂层;和(d)从所说的容器中取出经处理即熟成的脂肪或蜡涂层的甜味剂。
7.按权利要求6的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于用作涂层的熟成脂肪或蜡选自棉籽絮片体、甘油、三硬脂酸甘油酯、Carnoloa蜡、由植物、昆虫、动物或合成产物得到的脂肪或蜡。
8.按权利要求1的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于制得的胶囊尺寸在150μm以下。
9.按权利要求6的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于制得的胶囊尺寸在150μm以下。
10.一种需经加热、焙烤、油炸或微波处理的食品，如饼干、馅饼、小吃食品、面包卷、蛋糕、面包(家庭自制的早餐用)、面包、糖果或其它食品，其特征在于采用一种由食用纤维组成的填充剂取代糖，填充剂与由权利要求1所述的方法制得的经包封的甜味剂一起使用。
11.一种食品，如饼干、馅饼、小吃食品、面包卷、蛋糕、面包(家庭自制的早餐用)、面包、糖果或其它需经加热、焙烤、油炸或微波处理的食品，其特征在于采用一种由食用纤维组成的填充剂取代糖，填充剂与由权利要求5所述的方法制得的经包封的甜味剂一起使用。
12.按权利要求1所述的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于采用多种壳体材料。
13.按权利要求1的胶囊的制备方法，其特征在于采用多种壳体材料的混合物。
14.按权利要求6的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于不同的脂肪或蜡的混合物被用作混合壳体材料。
15.一种按权利要求6的对甜味剂胶囊提供热稳定性的方法，其特征在于运用熟成处理使处理过的脂肪或蜡涂层具有更高的熔点。
16.一种按权利要求6的使甜味剂胶囊能抗PH值、湿度的方法，其特征在于运用熟成处理来减少在处理过的脂肪或蜡涂层上的微孔或裂缝的数目。
17.一种减少某些甜味剂，特别是Aspartame的余味的方法，该方法是按权利要求1的包封方法实现的。
18.按照权利要求1的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于甜味剂胶囊可通过该包封方法不止一次地再循环。
19.按权利要求18的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于胶囊的再循环是用于生产用较大的胶囊包封另一胶囊。
20.按权利要求18的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于胶囊的再循环为尺寸减小方法的一部分。
21.按权利要求18的甜味剂胶囊的制备方法，其特征在于胶囊的再循环是试图提供附加壳体层方法的一部分，该壳体层可以是也可以不是由原壳体材料组成的。
22.包含有按权利要求1的方法生产的甜味剂的胶囊，其特征在于，(a)尺寸在150μm以下;(b)自由流动的胶囊粉末，它能在各种焙烤制品的原料组成中均匀分布;(c)具有保护甜味剂不受在形成最后的焙烤制品中存在的PH值、湿度和焙烤温度的影响的能力;(d)具有阻滞甜味剂的活性成份在焙烤过程中分解的能力，该能力是通过对甜味剂芯料物质提供保护性壳层实现的;(e)甜味剂胶囊在暴露于焙烤过程中的热源的大部分时间内能留存下来，但在焙烤循环的末期，胶囊的壳层应能逐渐部分或全部溶解，从而使得消费者第一口品尝焙烤制品时立刻有甜味感觉;和(f)减少余味的能力，该余味是在使用的甜味剂为其未经处理或加工成型的甜味剂在与热源接触时产生的，该余味的减少是通过胶囊壳被包封实现的。
23.一种使用权利要求1的方法制备甜味剂胶囊的方法，采用选自下述的纤维素壳体材料硝酸纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素或这些纤维素的混合物。
24.一种按权利要求1的方法制备甜味剂胶囊的方法，采用选自下述的天然聚合物阿拉伯胶、蛋白质、明胶、改性或未改性的玉米淀粉、醋酸纤维素酞酸酯、阿拉伯半乳聚糖、丙基羟基纤维素。
全文摘要
包括Aspartame在内的天然和人工合成甜味剂被包封在一层保护性壳体材料中，该壳体材料可使甜味剂抵抗蛋糕、馅饼、饼干、脆点心、布丁，微波处理的食品和其它要加入敏感的天然或人工合成甜味剂并进而加热的其它食品的焙烤加工中产生的温度、湿度和pH的影响。在本发明中给出的包封方法和材料能使甜味剂的甜味在焙烤的整个过程中得以保持。
文档编号B01J13/22GK1066765SQ91112739
公开日1992年12月9日 申请日期1991年12月17日 优先权日1990年12月17日
发明者小·B·K·雷丁, B·布彻, W·S·加里森, A·E·施穆克尔 申请人:小布鲁斯·K·雷丁, 布赖恩·布彻, 沃尔特·S·加里森, 阿登·E·施穆克尔