專利名稱：應(yīng)用絡(luò)合物凝聚和凝膠化技術(shù)進行固體香料包封的制作方法
應(yīng)用絡(luò)合物凝聚和凝膠化技術(shù)進行固體香料包封
背景技術(shù)：
期望提供添加至可點燃抽吸的或口服愉悅的產(chǎn)品中的更大穩(wěn)定性的固體香料。還期望提供持續(xù)口服釋放的香料。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供一種包覆的固體香料顆粒，其包含包含固體香料顆粒的基礎(chǔ)顆粒；至少部分包覆所述基礎(chǔ)顆粒的第一聚合物包覆材料，所述第一包覆材料選自蛋白質(zhì)、陽離子多聚糖或低聚糖、非離子多聚糖或低聚糖及其混合物；以及至少部分包覆所述第一包覆層的第二聚合物包覆材料，所述第二包覆材料選自低聚糖、蛋白質(zhì)、多聚糖混合物、蛋白質(zhì)混合物或多聚糖和蛋白質(zhì)的混合物。本發(fā)明還提供包含一種或多種這種包覆顆粒的可口的或可食用的產(chǎn)品。 根據(jù)本發(fā)明，還提供一種制備包覆的固體香料顆粒的方法，包括在液體介質(zhì)中將固體香料顆粒與第一聚合物包覆材料合并，其中所述第一聚合物包覆材料吸附在所述顆粒表面的至少一部分上以形成第一層；將第二聚合物包覆材料與所述液體介質(zhì)混合，其中所述第二聚合物包覆材料吸附在所述第一層的表面的至少一部分上以形成第二層；以及對所述顆粒進行噴霧干燥以形成包覆的固體香料顆粒。附圖
簡述圖I是具有兩個包覆層的固體香料顆粒的優(yōu)選實施方案的橫斷面圖。圖2是制造包封的固體香料顆粒的方法的優(yōu)選實施方案的流程圖。圖3是本文中所述的示例性固體香料包封物的熱重分析(“TGA”)。圖4是與純固體香料沉淀物和各種密封劑比較的包封的固體香料的TGA圖。圖5顯示了圖4中繪制的曲線的變化率(導(dǎo)數(shù))。圖6是含有大豆和大米蛋白質(zhì)的包封的固體香料的TGA圖。圖7顯示了圖6中繪制的曲線的變化率(導(dǎo)數(shù))。發(fā)明詳述如本文中所述的，使用絡(luò)合物凝聚技術(shù)對固體香料進行包封。如本文中所使用的，術(shù)語“吸煙制品”包括通過吸入或吸煙而典型地用于享受煙草或煙草替代品的任意一種材料、制品或裝置，包括但不限于，雪茄、香煙、煙斗煙草、松散或“手工卷制”的煙草、電子加熱的香煙等。如本文中所使用的，術(shù)語“無煙煙草”包括以不同于吸入或吸煙的某些方式如采用口服的方式所享受的煙草。實例包括鼻煙、包含鼻煙的煙袋煙草、浸煙(dip)、口嚼煙草等。如本文中所使用的“煙草產(chǎn)品”包括吸煙制品和無煙煙草兩者。如本文中所使用的，術(shù)語“可口服享受”是指材料或產(chǎn)品通過口腔可享受且至少部分被消耗的能力。可口服享受的產(chǎn)品可以是煙草產(chǎn)品(例如無煙煙草)或非煙草產(chǎn)品(例如處于片、棒、口香糖、海綿材料、泡沫、乳酪、或纖維或丸狀材料的形式、適合包含在袋中的形式、或其組合的形式下的可口的或食用產(chǎn)品)。 如本文中所使用的，術(shù)語“食用香料”和“食用香料組合物”是指，在底物或制品消耗期間至少部分為了改變其味道或芳香特性而向底物或制品中添加的器官感覺的化合物和組合物。如本文中所使用的“液體食用香料組合物”是在用于儲存食用香料組合物或儲存待施加所述食用香料組合物的制品所遇到的典型條件下，處于液體形式或通過溶解、懸浮或類似方法能夠呈現(xiàn)液體形式的食用香料組合物。如本文中所使用的，術(shù)語“約”，當(dāng)與規(guī)定數(shù)值或范圍一起使用時，具有本領(lǐng)域技術(shù)人員合理給予在陳述值±10%范圍內(nèi)，即表示稍大于或稍小于陳述值或范圍的意思。如本文中所述的固體香料的包封比其他形式的香料供給具有大量優(yōu)勢。所公開的方法涉及如何使用預(yù)沉淀和顆粒表面改性步驟由可溶于水或溶劑的固體和液體兩者對香料進行包封的方法。由此，實現(xiàn)了香料的受控的釋放時間和多次釋放輪廓，并便于在不同基體中使用包封形式和可點燃抽吸的形式或無煙的形式，并期望通過將非常深顏色的香料轉(zhuǎn)化成淺褐色或非常淺的色調(diào)而改進美觀性。
食用香料如本文中所述的包封的香料可以源自固體或液體且可溶于水或有機溶劑中。優(yōu)選地，通過液體香料的沉淀或液體香料的干燥，得到固體香料顆粒。如果已經(jīng)以固體形式提供，則可以在包封之前適當(dāng)制備固體香料。合適的食用香料包括但不限于，漿果香料如石榴、阿薩伊、樹莓、藍莓、草莓博伊森樹莓和/或酸果蔓。其他合適的食用香料包括但不限于，所有天然或合成的香料或芳香劑如薄荷醇、薄荷、綠薄荷、鹿蹄草、波旁、蘇格蘭威士忌、威士忌、科涅克酒、八仙花、薰衣草、巧克力、甘草、柑橘和其他水果香料如蘋果、桃子、梨、櫻桃、李子、桔子、酸橙、葡萄和葡萄柚，Y-辛內(nèi)酯、香草醛、乙基香草醛、空氣清新劑香料、黃油、蘭姆酒、椰子、杏仁、山核桃、胡桃、榛子、法國香子蘭、澳大利亞堅果、糖甘鹿、楓樹、黑醋栗、焦糖、香蕉、麥芽、濃咖啡、甘露、白巧克力；調(diào)味香料如肉桂、丁香、芫荽葉、紫蘇、牛至、大蒜、芥末、肉豆蘧、迷迭香、百里香、龍蒿、蒔蘿、鼠尾草、茴芹和茴香；水楊酸甲酯、里哪醇、茉莉、咖啡、橄欖油、芝麻油、向日葵油、香檸檬油、天竺葵油、檸檬油、生姜油、香脂醋、米酒醋和紅酒醋。如果食用香料處于液體形式，則優(yōu)選對其進行加熱以例如通過沉淀而得到固體香料。優(yōu)選地，通過水可將疏水性香料沉淀。通過使用有機非溶劑可使親水性固體香料沉淀。通過對液體香料進行干燥，優(yōu)選通過冷凍干燥也可得到固體香料。應(yīng)當(dāng)心以避免揮發(fā)性香料組分的損失，尤其是當(dāng)通過干燥獲得固體香料時(因此優(yōu)選冷凍干燥)。例如通過利用球磨機進行研磨或通過使用均化器，能夠任選地對固體食用香料進行處理以形成小尺寸的顆粒。合適的均化器包括用于形成小形式的小顆粒的均化器如由Microfluidics公司制造的均化器。優(yōu)選地，對食用香料進行研磨，直至顆粒微粉化，即具有測得的微米級的有效橫斷面。優(yōu)選地，食用香料顆粒將具有小于約1000微米、且典型地約O. 2 約250微米、更特別地約f約100微米的橫斷面。所述顆粒能夠具有任意期望的形狀如不同的規(guī)則和不規(guī)則形狀。合適的規(guī)則形狀包括圓形、方形、矩形、橢圓形、其他多邊形形狀、圓柱形、纖維狀等。在優(yōu)選實施方案中，固體食用香料是疏水性的。如果固體食用香料不是疏水性的，則能夠在包封之前任選地向固體食用香料施加疏水性包覆層。通過使用疏水性蛋白質(zhì)、疏水性多聚糖、改性淀粉和纖維素、乳化劑、脂肪醇、脂肪酯和/或蠟可在親水性香料粉末或沉淀物周圍形成疏水性包覆層。疏水性提供的優(yōu)勢在于，其在隨后的包覆步驟期間保護香料，且當(dāng)制得的包覆的固體香料顆粒在口腔中時，還提高持續(xù)釋放性，因為疏水性包覆層排斥唾液。第一聚合物包覆層一旦得到固體香料顆粒，并任選地利用疏水性包覆層進行包覆，則其可利用第一聚合物包覆層進行包覆。所述第一聚合物包覆材料可選自蛋白質(zhì)(包含蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物)、陽離子多聚糖或低聚糖、非離子多聚糖或低聚糖及其混合物。如果固體香料顆粒帶電，則期望選擇具有會被固體香料顆粒所擁有的電荷吸引的電荷的第一包覆材料。在一個方面中，提供一種包覆的固體香料顆粒，其包含帶電或中性的基礎(chǔ)固體香料顆粒、任選的疏水性包覆層、包覆基礎(chǔ)顆粒的至少一部分且優(yōu)選全部的第一聚合物包覆材料以及至少部分沉積在所述第一包覆材料上的第二聚合物包覆材料。所述第一包覆材料 能夠為中性的、兩性離子的或離子型的，優(yōu)選陽離子型的。所述第一包覆材料優(yōu)選選自蛋白質(zhì)(包括蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物)、陽離子多聚糖、陽離子低聚糖、非離子多聚糖、非離子低聚糖及其混合物。所述第二包覆材料還能夠為離子的、兩性離子的或中性的。第一聚合物包覆材料可包含(i)蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物，尤其是在固體香料顆粒帶負電的情況下的兩性離子或陽離子蛋白質(zhì)；(ii)陽離子多聚糖，或優(yōu)選選自殼聚糖、四元纖維素聚合物、改性陽離子多聚糖、聚季-4、酰胺化的果膠和酰胺化的或陽離子改性的淀粉中的陽離子多聚糖，尤其是當(dāng)固體香料顆粒帶負電時；或(iii)非離子多聚糖、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇或其組合。如果第一包覆材料是非離子多聚糖，則其可選自改性淀粉、或甲基纖維素及其衍生物，包括羥基丙基甲基纖維素、藻酸的丙二醇酯、瓊脂、可得然膠和改性果膠，例如柑橘、蘋果、李子、鵝莓或煙草植物源的物質(zhì)?？墒褂脙煞N以上這些物質(zhì)的組合。如果第一聚合物包覆材料是蛋白質(zhì)，則其可以為植物基或動物基蛋白質(zhì)，優(yōu)選是或得自牛奶蛋白質(zhì)、魚股、乳清蛋白質(zhì)、蛋白蛋白質(zhì)、大米蛋白質(zhì)、大 蛋白質(zhì)、小麥蛋白質(zhì)、煙草蛋白質(zhì)或源自煙草植物的蛋白質(zhì)餾分、源自或得自煙草提取物的蛋白質(zhì)、或其組合；魚膠之外的明膠、玉米蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物，或所述蛋白質(zhì)可含有高含量的具有含氮(優(yōu)選非環(huán))側(cè)鏈的氨基酸基團如賴氨酸、天冬酰胺、谷氨酸和精氨酸，其對在加工條件下利用碳水化合物的羧基進行交聯(lián)有利。魚膠之外的明膠包含牛肉明膠、豬肉明膠和明膠水解產(chǎn)物。例如通過將幾種稀少魚類如黑線鱈、大西洋鱈、單鰭鱈、鯰魚和紅海鱸中任意一種的碎肉磨碎，能夠制造魚膠。在磨碎期間，可以添加少量氯化鈉以改善最終魚膠產(chǎn)物的質(zhì)地。如果期望不含過敏原的產(chǎn)物，則優(yōu)選使用得自魚膠、大米蛋白質(zhì)、燕麥蛋白質(zhì)或玉米蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)或其水解產(chǎn)物。優(yōu)選的是，蛋白質(zhì)相對純且未利用表面活性劑進行處理或“速溶化”。可還優(yōu)選對蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物進行處理以包覆酸，從而帶正電以有助于蛋白質(zhì)與隨后包含多聚糖/低聚糖的包覆層之間的靜電絡(luò)合。所述第一聚合物包覆層可具有約2千道爾頓 約1000千道爾頓、或優(yōu)選約15千道爾頓 約500千道爾頓的分子量。第二聚合物包覆層
第二聚合物包覆材料吸附在第一包覆層的至少一部分并優(yōu)選全部上，所述第二包覆材料可以是離子的、兩性離子的或中性的。更特別地，所述第二包覆材料優(yōu)選包含陰離子、兩性離子或中性多聚糖、蛋白質(zhì)(包括水解產(chǎn)物)、多聚糖混合物、或一種或多種多聚糖和一種或多種蛋白質(zhì)的混合物。所述第二聚合物包覆材料可具有約5千道爾頓 約1000千道爾頓、優(yōu)選約100千道爾頓 約500千道爾頓、更優(yōu)選約200千道爾頓 約500千道爾頓的分子量。如果第二包覆材料是陰離子或兩性離子多聚糖，其優(yōu)選選自角叉菜膠；阿拉伯膠；羧甲基纖維素；果膠如源自柑橘、蘋果、李子、鵝莓或煙草植物源的物質(zhì)；藻酸鈉；黃蓍膠；刺槐豆膠；結(jié)冷膠和黃原膠中的至少一種。如果第二包覆層是非離子多聚糖，則其優(yōu)選選自改性淀粉、甲基纖維素及其衍生物，羥丙基甲基纖維素、藻酸的丙二醇酯、瓊脂、可得然膠以及柑橘、蘋果、李子、鵝莓或煙草植物源的改性果膠(其中已經(jīng)將果膠改性為非離子型)。
如果第二聚合物包覆層是蛋白質(zhì)，則其可以為植物基或動物基蛋白質(zhì)，優(yōu)選得自牛奶蛋白質(zhì)、乳清蛋白質(zhì)、蛋白蛋白質(zhì)、大 蛋白質(zhì)、大米蛋白質(zhì)、小麥蛋白質(zhì)、源自煙草植物或煙草提取物的煙草蛋白質(zhì)餾分、魚膠、魚膠之外的明膠、玉米蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。如果期望提供不含過敏原的產(chǎn)物，則蛋白質(zhì)可得自大米、魚膠、燕麥蛋白質(zhì)、玉米蛋白質(zhì)或其水解產(chǎn)物。所述蛋白質(zhì)優(yōu)選在溶液的PH下具有凈負電荷或為電荷中性。用作包覆層的多聚糖優(yōu)選應(yīng)該基本不含鹽、糖或半纖維素(例如具有約I千道爾頓 約5千道爾頓的分子量的化合物)，且應(yīng)優(yōu)選為非標(biāo)準(zhǔn)化的。優(yōu)選地，第二聚合物包覆層中的多聚糖或蛋白質(zhì)中的至少一種物質(zhì)能夠在約3 約9的pH范圍內(nèi)形成凝膠?；蛘呋蛄硗?，優(yōu)選的是，第二包覆材料還以鹽如鹽酸鹽、檸檬酸鹽、乳酸鹽或醋酸鹽的形式包含一種或多種單價、二價或三價陽離子如鉀、鈣、鎂和鐵，這會有助于在包覆材料之間形成鹽橋，尤其是當(dāng)?shù)诙膊牧习庪x子或中性多聚糖、蛋白質(zhì)、多聚糖混合物或多聚糖與蛋白質(zhì)的混合物時?；蛘呋蛄硗?，第二聚合物包覆層的蛋白質(zhì)和多聚糖能夠因交聯(lián)、形成氫鍵、疏水性相互作用或靜電絡(luò)合而凝膠化，尤其是在多聚糖的羧基與蛋白質(zhì)的氨基之間，反之亦然。如果期望，能夠?qū)⒌诙酆衔飳又械牡鞍踪|(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為帶正電，以有助于蛋白質(zhì)與多聚糖/低聚糖之間的靜電絡(luò)合。通過利用弱食品級有機酸如乙酸、己二酸、富馬酸、蘋果酸、乳酸、酒石酸和葡糖酸；和葡δ -內(nèi)酯或食品級無機酸如強鹽酸降低液體介質(zhì)的ΡΗ，可影響蛋白質(zhì)向相對正電狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。另外的聚合物包覆層通過向液體介質(zhì)中添加陽離子蛋白質(zhì)或陽離子或非離子多聚糖以形成含有利用超過兩個聚合物包覆層包覆的固體香料顆粒的第三混合物，可向兩次包覆的顆粒添加另外的包覆層。所有隨后的聚合物包覆層可以為用于第一或第二包覆材料中的任意一種材料或其混合物，且本文中所述的用于形成第一和第二包覆層的方法能夠用于制備具有另外包覆層的顆粒。例如，通過向液體介質(zhì)中弓I入第三聚合物包覆材料，然后干燥可添加第三聚合物包覆層，從而第三聚合物包覆材料吸附在第二包覆層表面的至少一部分上。在施加期望的包覆層之后，優(yōu)選對包覆的顆粒進行干燥以使得水汽含量小于約15重量％的水，或如果期望，使得水汽含量為約2 約5重量％的水。
凝膠化在制備包覆的固體香料顆粒中，通過調(diào)節(jié)pH和/或通過如下操作可完成在第一和/或第二聚合物包覆層中誘發(fā)凝膠的形成(i)在添加第二聚合物包覆材料期間或之后，向液體介質(zhì)中添加單價、二價或三價陽離子；(ii)將第三混合物加熱至約60°C 約90°C并持續(xù)約廣3小時；(iii)在約20°C 約0°C的溫度下對第三混合物進行冷凍并持續(xù)約廣約48小時；(iv)通過噴霧干燥從第三混合物中除去至少一部分液體介質(zhì)；(V)通過冷凍干燥從第三混合物中除去至少一部分液體介質(zhì)；或(vi) (i廣(V)中兩種以上的組合。除了凝聚，如本文中所述形成具有受控厚度的凝膠網(wǎng)絡(luò)能夠在固體香料周圍強化包封的殼，這將有助于受控并長期持續(xù)釋放香料。通過控制聚合物包覆材料的濃度并通過離子、共價或酶催化手段進行交聯(lián)，或簡單地通過氫鍵，能夠控制凝膠的厚度和孔隙率。優(yōu)選的是，至少一種多聚糖或蛋白質(zhì)可在約3 約9的pH范圍內(nèi)形成凝膠，和/或可在添加第二聚合物包覆材料期間或之后向液體介質(zhì)中添加單價、二價或三價陽離子以誘發(fā)凝膠的形成，特別是涉及第二或最終包覆層?？稍谔砑拥诙酆衔锇膊牧掀陂g或之后， 向液體介質(zhì)中添加選自作為鹽酸鹽、檸檬酸鹽、乳酸鹽和醋酸鹽的鉀、鈣、鎂和鐵中的陽離子以例如通過形成鹽橋誘發(fā)凝膠的形成。如本文中所示，通過加熱(例如，加熱至約60°C 約90°C并持續(xù)約1(Γ約180分鐘)或冷卻(例如冷卻至約20°C 約0°C并持續(xù)約約48小時)凝膠，也可誘發(fā)或有助于凝膠化。在將包覆的固體香料顆粒與最終的包覆材料接觸之后，能夠按需要對含有包覆的固體香料顆粒的混合物的液體含量進行調(diào)節(jié)以用于所使用的干燥方法。如果要除去液體，則可通過常規(guī)手段如傾析或過濾對其進行分離。或者，如果固體香料顆粒以凝聚凝膠的方式存在，可向凝膠中添加水(優(yōu)選去離子的)或其他液體以實現(xiàn)噴霧干燥或冷凍干燥所期望的稠度。例如，可對凝膠的水含量進行調(diào)節(jié)以在懸浮液中含有約2%w/w濃度的固體。對包覆的顆粒進行干燥如果利用噴塑干燥，則例如能夠?qū)驳念w粒的懸浮液從液體進料霧化成液滴噴霧，其中放置液滴以與干燥空氣接觸，從而形成干燥的包覆的固體香料顆粒。作為噴霧干燥的替代，能夠?qū)驳墓腆w香料顆粒通過約90°C 約95°C下的洞道干燥器以閃蒸出大部分體，然后在室溫下進行空氣干燥以形成最終的粉末。作為噴霧干燥的另一種替代，可對包覆的固體香料顆粒進行冷凍干燥。當(dāng)噴霧干燥時,可從噴霧干燥器的收集室中或在噴霧干燥器的噴霧室中收集包封的顆粒?？蓪婌F干燥器中的溫度和停留時間進行優(yōu)化以提供固體香料與蛋白質(zhì)和多聚糖的最佳粘接機理，從而提供不同的香料釋放輪廓。在另一個實施方案中，提供一種包覆的固體香料，其包含基礎(chǔ)固體香料顆粒，所述基礎(chǔ)顆粒帶電或中性；包覆所述基礎(chǔ)顆粒的第一聚合物包覆材料，所述第一包覆材料為
(i)離子、陽離子、兩性離子或中性，或(ii)選自蛋白質(zhì)(包含蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物)、陽離子多聚糖或低聚糖、非離子多聚糖或低聚糖及其混合物，或(iii) (i)和(ii)的組合；以及在所述第一包覆層上的第二聚合物包覆材料，所述第二包覆材料為離子的或電中性的。在另一個實施方案中，提供一種制造雙包封基礎(chǔ)顆粒的方法，其中所述基礎(chǔ)顆粒包含固體香料顆粒。更具體地，提供一種制備包覆的固體香料顆粒的方法，所述方法包括向含有第一聚合物包覆材料的分散液的液體介質(zhì)中添加以粉末或以分散在液體介質(zhì)、優(yōu)選含水介質(zhì)中的帶電或中性固體香料顆粒的分散液的方式添加固體香料顆粒，其中所述第一聚合物包覆層吸附在所述顆粒表面的至少一部分上以在所述顆粒上形成第一層；然后向所述液體介質(zhì)中添加第二聚合物包覆材料，其中所述第二包覆層吸附在所述第一層表面的至少一部分上以在包覆過一次的顆粒上形成第二層；以及然后除去所述液體介質(zhì)的至少一部分以形成包覆顆粒。在另一個實施方案中，提供一種制備固體香料顆粒的方法，所述方法包括向含有包含蛋白質(zhì)(包括水解產(chǎn)物)、兩性離子生物聚合物和多聚糖中至少一種物質(zhì)的第一聚合物包覆材料的液體介質(zhì)中添加固體香料顆粒以形成含有至少部分被第一聚合物包覆材料包覆的固體香料顆粒的第一混合物；然后向所述第一混合物中添加陽離子蛋白質(zhì)或陽離子多聚糖或陰離子多聚糖以形成含有至少部分被第一和第二聚合物包覆層包覆的固體香料顆粒的第二混合物；以及任選地向第二混合物中添加陽離子蛋白質(zhì)或陽離子多聚糖或非離子多聚糖、或食用香料化合物以形成含有至少部分被第一、第二和任選的第三聚合物包覆層包覆的固體香料顆粒的第三混合物并從所述第二(或第三)混合物中除去過量液體以形成包覆的固體香料顆粒。 在另一個實施方案中，提供一種制備包覆的固體香料顆粒的方法，所述方法包括將第一聚合物包覆材料溶于液體介質(zhì)中，且如果需要，將制得的混合物的pH調(diào)節(jié)至第一預(yù)定范圍內(nèi)；將固體香料顆粒作為干燥顆粒或以分散液的形式分散在所述介質(zhì)中，且如果需要，將制得的混合物的PH調(diào)節(jié)至第二預(yù)定范圍內(nèi)；將第二聚合物包覆材料分散在所述介質(zhì)中，且如果需要，將制得的混合物的PH調(diào)節(jié)至第三預(yù)定范圍內(nèi)；任選地在至多為水的沸點的溫度、優(yōu)選約60°C 約90°C下對制得的混合物加熱約10分鐘 約180分鐘以上；在低至約液體混合物的冰點溫度、優(yōu)選約20°C 約0°C且更優(yōu)選約15°C 約2°C下將混合物冷凍約f約48小時；然后除去過量介質(zhì)以形成干燥的包覆的固體香料顆粒。一旦干燥，包覆的固體香料顆粒由于包覆顆粒的中性美觀顏色而易于并入各種不同的可口的或可食用的產(chǎn)品如可咀嚼或不可咀嚼的食品可食用形式。例如，能夠以包覆的固體香料顆粒具有亮米色以使其更適于并入中性顏色的可食用系統(tǒng)中的方式對具有不期望物理顏色的初始香料進行包覆。優(yōu)選地，包覆的固體香料顆粒在空氣中加熱至250°C時展示小于20%的重量的下降，所述值是通過熱重分析測得的。在另一個實施方案中，包覆的固體香料顆粒能夠部分地用作動物或人所消耗的可口的或可食用的產(chǎn)品，并可以以例如片、棒、口香糖、海綿材料、泡沫、乳酪、丸狀材料或纖維的形式，或以適合包含在袋中形式或這些形式的組合形式將其并入口服的消費者產(chǎn)品中。這種產(chǎn)品具有在口中可穩(wěn)定約廣約20分鐘的顆粒上的第一包覆層。通過改變聚合物包覆層如下特性中的一種或多種可對香料在口中的提取機制進行調(diào)節(jié)溶脹行為、在生理pH和溫度條件下的粘彈性、孔隙率、成分在由舌頭或牙齒或所述兩者施加的壓力下的穩(wěn)定性或擴散速率、在受到唾液中的酶的攻擊時的溶解穩(wěn)定性、或這些特性的組合。此外，能夠?qū)酆衔锇矊拥囊环N或多種如下特性進行優(yōu)化，以控制可食用產(chǎn)品的口感在由舌頭或牙齒或所述兩者所施加的壓力下成分的滑溜性、粘性、牢固性、松軟性、穩(wěn)定性或擴散速率；在受到唾液中的酶的攻擊時的溶解穩(wěn)定性；或這些特性的組合。通過選擇不同的用于第一和第二包覆層聚合物的包覆材料、將不同的包覆材料合并、例如通過交聯(lián)對包覆材料的性質(zhì)進行改性，或這些的組合，能夠改變這些性質(zhì)。代表性顆粒組合物包覆顆粒可包含(a)約109Γ約90%干重的固體香料顆粒、約20°/Γ約I重量％的第一聚合物包覆材料和約509Γ約5重量％的第二聚合物包覆材料；或(b)約209Γ約80重量％干重的固體香料顆粒、約309Γ約I重量％的第一聚合物包覆材料和約609Γ約I重量％的第二聚合物包覆材料；或(c)約409Γ約70%干重的固體香料顆粒、約159Γ約5重量％的第一聚合物包覆材料和約409Γ約15重量％的第二聚合物包覆材料。另外有利地是在加工期間添加某些另外的成分或其他添加劑以影響固體香料顆粒的“ 口感”、味道、質(zhì)地、外觀、氣味、香味和香味遞送。在包覆層中可包含一種或多種其他組分，包括但不限于如下物質(zhì)阿拉伯膠、食用香料、著色劑、甜料如木糖醇、成塊劑、填料、抗粘合化合物、分散劑、水汽吸收化合物、溫?zé)釀?、冷卻劑和成膜劑。還可向包覆 層中添加其他食品成分如淀粉、多元醇、油、油脂、蠟、脂肪、脂肪酸、甘油酯等以提高最終干燥產(chǎn)物的口感?？梢栽诎矊拥娜我饣蛉w部分中包括添加劑如生理冷卻劑、潤喉劑、香料、溫?zé)釀?、牙齒增白劑、呼吸清新劑、維他命、礦物、咖啡因、藥物和其他活性物質(zhì)?？梢砸宰阋詫崿F(xiàn)其預(yù)期效果的量使用這些組分。當(dāng)已經(jīng)實現(xiàn)合適的最終成分和水汽含量時，在對混合物進行諸如噴霧干燥或冷凍干燥的干燥之前能夠在合適條件下將其徹底均質(zhì)化或進行其他加工以提供微粉化的包覆的粉末，其包含單個的干燥顆粒或顆粒的聚集體。例如，能夠?qū)差w粒干燥至小于約15重量％水的水汽含量，或如果期望，干燥至約2 約5重量％水的水汽含量。包覆的香料顆粒的蛋白質(zhì)組成可分別為約209Γ約l%(w/w)。碳水化合物的組成可以分別為約509Γ約5%(w/w)。除了香料自身，剩余成分可包括而不限于，酸化劑如食品級檸檬酸或本領(lǐng)域中已知的其他物質(zhì)、以及鹽。如果對粉末進行噴霧干燥，則其粒度能夠為尺寸約O. 20微米 約2000微米中的任意一個值，優(yōu)選約O. 25微米 約1000微米，且更優(yōu)選約O. 3 約250微米，或約O. 3 約100微米。本文中所述的包覆顆粒使得其可具有凈負電荷和約-5mV 約-60mV、更優(yōu)選約-15mV 約-40mV的ζ電位，以防止顆粒的過度聚集和砂質(zhì)質(zhì)地。在生理pH和溫度條件下的溶脹行為和粘彈性方面，可優(yōu)選對最外層進行優(yōu)化，以控制材料從固體香料顆粒中提取的動力學(xué)。通過簡單擴散入唾液中以利用在唾液中自然發(fā)生的酶的酶催消化，和/或在由舌頭和牙齒施加壓力時，可觸發(fā)選定的化合物從固體香料顆粒的釋放。例如，在對產(chǎn)物進行普通咀嚼或浸潰時，使用者將因發(fā)生水合而釋放香味或其他屬性。蛋白質(zhì)/多聚糖包覆層可在唾液中的酶的影響下穩(wěn)定一段限定的時間，例如約1(Γ約20分鐘。通過選擇包覆層中具體的蛋白質(zhì)/多聚糖/低聚糖可改變口中的時間常數(shù)。本文中所述的包覆香料顆?？梢杂糜跓煵莓a(chǎn)品和用于非煙草口感愉悅產(chǎn)品。例如，這種產(chǎn)品可包括以如下形式包含包覆顆粒的可口的或可食用的產(chǎn)品片、棒、口香糖、海綿材料、泡沫、乳酪、或纖維或丸狀材料；適合包含在袋中的形式；或所述形式的組合。對顆粒進行包覆的方法在制備包覆的固體香料顆粒的具體實施方案中，所述合并包括向第一液體介質(zhì)中的第一聚合物包覆材料的分散液中添加固體香料顆粒、或固體香料顆粒在分散介質(zhì)中的分散液以形成第一混合物。所述分散介質(zhì)可以為水性介質(zhì)，例如去離子水。形成包覆層典型地涉及第一和/或第二聚合物包覆材料的凝膠化。通過例如調(diào)節(jié)包覆材料或周圍的液體介質(zhì)或所述兩者的pH、調(diào)節(jié)包覆材料或周圍的液體介質(zhì)或所述兩者的溫度、引入凝膠化試劑、或所述手段的組合，可完成所述形成包覆層。用于各種包覆材料的方法可以不同。起始固體香料顆?？梢允菐ж撾姷念w粒。然而，如果其天生不帶負電，貝Ij通過添加適當(dāng)?shù)脑噭?，例如堿如碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉(例如堿液)可對固體香料顆粒進行處理以在顆粒與第一聚合物包覆材料混合之前賦予所述顆粒負電荷或中性電荷。能夠?qū)⒐腆w香料顆粒分散在分散介質(zhì)、優(yōu)選包含去離子水的水介質(zhì)中以形成固體香料顆粒的分散液。能夠向第一包覆材料在液體介質(zhì)中的溶液中添加分散在分散介質(zhì)中的固體香料顆粒，以形成分散在液體介質(zhì)中的第一包覆顆粒?；蛘?，能夠直接向液體介質(zhì)中的第一包覆材料中添加固體香料顆粒，以形成分散在液體介質(zhì)中的第一包覆固體香料顆粒。 例如,通過按需要對液體介質(zhì)的pH進行調(diào)節(jié)，以相對于液體介質(zhì)能夠?qū)Ψ稚⒌墓腆w香料顆?；虻谝话膊牧系腜H進行調(diào)節(jié)，以有助于利用期望的包覆層對固體香料顆粒進行靜電包覆。例如，用于調(diào)節(jié)PH的合適物質(zhì)能夠為食品級材料，例如弱有機酸如乙酸、己二酸、富馬酸、蘋果酸、乳酸、酒石酸或葡糖酸或這些物質(zhì)的混合物，或通過添加葡糖酸S內(nèi)酯、或強的食品級鹽酸，或通過添加堿如碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉或這些物質(zhì)的混合物來調(diào)節(jié)pH。然后，使第一聚合物包覆材料包覆的固體香料顆粒與第二聚合物包覆材料的溶液進行接觸。在向含有所述包覆過一次的固體香料顆粒的混合物中添加第二聚合物包覆材料之前，或在向所述第二聚合物包覆材料中添加包覆過一次的固體香料顆粒之前，通過調(diào)節(jié)液體介質(zhì)的PH能夠改變包覆在固體香料顆粒上的第一包覆層的總電荷。例如，用于調(diào)節(jié)pH的合適物質(zhì)為酸和堿，例如弱有機酸如乙酸、己二酸、富馬酸、蘋果酸、乳酸、酒石酸、葡糖酸和S內(nèi)酯、或強的食品級鹽酸，或堿如碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉。在一個方面中，利用酸對蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的第一包覆層進行處理，以有助于第二聚合物包覆材料的靜電吸引。利用用于第一和第二聚合物包覆層中的一種或多種物質(zhì)，在添加或不添加另外添加劑的條件下，可另外對包覆兩次的固體香料顆粒進行包覆?？墒褂昧硗馓砑觿┮哉{(diào)節(jié)最終產(chǎn)物的生理學(xué)特性并可在剛好在干燥階段之前添加。例如，能夠向混合物中添加甜料如木糖醇或固體甜料和固體香料(包封的)并剛好在噴霧干燥之前進行均質(zhì)化以避免與凝膠形成的相互干擾。還可向制劑中添加其他食品成分如淀粉、多元醇、油、油脂、蠟、脂肪、脂肪酸、甘油酯等以在最終產(chǎn)品中實現(xiàn)期望特性。所述包覆顆?？蓭в袃糌撾娀蛑行噪姾伞Ｔ谧罱K包覆階段，在約60°C 約90°C并持續(xù)約f約3小時且優(yōu)選約60°C 約80°C并持續(xù)約f約I. 5小時的加工條件下，通過多聚糖的羧基和蛋白質(zhì)的氨基的交聯(lián)由包覆層形成凝膠，或反之亦然。然后，在干燥之前，通過在高于所述凝膠冰點的溫度下，優(yōu)選約200C 約(TC、或約15°C 約5°C下對凝膠進行冷凍并持續(xù)約f約60小時并優(yōu)選約12 約48小時，可使得所述凝膠穩(wěn)定。制備包覆顆粒的示例性方法
制備在去離子水中含有約O. 5"約2%(w/w)的蛋白質(zhì)的溶液。將研磨的固體香料顆粒分散在蛋白質(zhì)溶液中。根據(jù)所使用的蛋白質(zhì)，利用檸檬酸將PH調(diào)節(jié)至約3. 5 約6的范圍內(nèi)。以粉末或溶液的形式向混合物中添加選擇的第二包覆材料并進行徹底混合。根據(jù)所使用的蛋白質(zhì)，在約70°C 約80°C下將制得的混合物加熱約f約2小時。可向經(jīng)加熱的混合物中添加鹽以用于碳水化合物層的適當(dāng)凝膠化。優(yōu)選將鹽添加至基于角叉菜膠的凝聚層中，而果膠基凝聚層凝膠可以需要或不需要任何所添加的鹽。合適的鹽能夠包含KC1、KCl和乳酸鈣的混合物或簡單的乳酸鈣，取決于所使用的碳水化合物的種類。還能夠使用二價金屬的其他鹽如氯化鈣或檸檬酸鈣(包括鎂鹽)。在噴霧干燥之前，優(yōu)選將凝聚層凝膠冷凍約12 約48小時。圖I是可通過本文中所述的方法形成的包覆的固體香料顆粒的示意圖。在中心是固體香料顆粒，在此情況中其總體帶負電。利用第一蛋白質(zhì)包覆材料，在此情況中是酪蛋白酸鈣，進而對所述固體香料顆粒進行包圍或包封。然后，通過多聚糖，在此情況中是K-角叉菜膠對蛋白質(zhì)層進行包圍或包封。已經(jīng)添加了鉀離子以有助于形成凝膠。圖2是形成包覆顆粒的方法的一種實施方案的示意圖。將固體香料顆粒201與液 體介質(zhì)中的第一包覆材料203合并以形成包覆的固體香料顆粒的第一混合物205。如果需要，在與第二包覆材料209接觸以在211中形成第二混合物之前，對第一混合物205進行處理以在207中調(diào)節(jié)pH。如果需要，可向第二混合物中添加另外的材料213以賦予最終包覆的固體香料顆粒以其他特性，或有助于外包覆層的凝膠化。通過添加合適的食品級的酸、堿或鹽，可在215中對制得的材料的pH進行調(diào)節(jié)?？稍?19中添加水，或在調(diào)節(jié)凝膠之前除去水，并再次添加水以制備用于干燥步驟221的凝膠。一旦適當(dāng)干燥，最終的包覆顆粒223能夠按其本來形式使用，或能夠并入其他產(chǎn)品中。例如，可添加一種或多種其他包覆層以控制釋放輪廓和/或產(chǎn)生期望的質(zhì)地如粘性、粗糙性和/或易碎性。實施例I利用水使得黑褐色的液體漿果香料(對水的溶解度為每5g液體香料小于O. Ig)沉淀并通過離心將沉淀物與液體分離。在兩種不同條件下進行隨后的凝聚(a)在凝聚制劑中使用一部分上清液(含有一部分香料)和去離子水(實驗#32-2);和(b)其中通過去離子水完全替代上清液(實驗#32-1)。在對溶液的pH進行適當(dāng)調(diào)節(jié)的條件下，使用大豆蛋白質(zhì)和K -角叉菜膠在固體香料顆粒周圍形成絡(luò)合的凝聚層。過量的K-角叉菜膠和凝聚層在低溫下通過離子交聯(lián)和氫鍵發(fā)生凝膠化。利用過量去離子水將第一凝聚層凝膠均質(zhì)化成粘稠的漿料并在Buchi B290Lab微型噴霧干燥器中在177°C進口溫度和107°C出口溫度下進行噴霧干燥，由此得到具有60^65%(w/w)固體香料的非常細的白色粉末。圖3顯示了源自噴霧干燥器的噴霧室和收集室兩者中的試樣的熱重分析(TGA)的分析。能夠看出，未包封的沉淀物在100°c之前大部分損失并在210°C時消失，而包封的試樣顯示了平穩(wěn)的重量損失輪廓，直至接近240°C。當(dāng)加熱至250°C時，包封的試樣清晰顯示了小于20%的重量下降。TGA工藝通常使用20°C /分鐘的升溫速度。TGA數(shù)據(jù)顯示，源自噴霧干燥器的噴霧室中的“(a)”試樣(使用一部分上清液)具有最佳的香料揮發(fā)性保持能力，隨后是源自噴霧室的“ (b) ”試樣(不使用上清液)，隨后是源自收集室的試樣。源自噴霧室的“(a)”試樣還顯示了即時的且持續(xù)直至16分鐘的長期持續(xù)的香味的香味輪廓。實施例2使用源自非水溶劑中的并通過水沉淀的液體漿果香料進行進一步試驗。使用大米蛋白質(zhì)和K-角叉菜膠，使用等份的去離子水和源自沉淀的上清液，通過凝聚技術(shù)對固體沉淀物進行包封。各種試樣如下“沉淀的香料”是指通過向其中供應(yīng)香料的非極性溶劑中添加水而得到的沉淀物；“36-1CC”是指使用大豆蛋白質(zhì)和角叉菜膠在噴霧干燥器收集室中得到的包封的固體香料；“36-1SC”是指使用大豆蛋白質(zhì)和角叉菜膠在噴霧干燥器的噴霧室中得到的包封的固體香料；“36-5CC”是指使用大米蛋白質(zhì)和角叉菜膠在噴霧干燥器的收集室中得到的包封的固體香料；“36-5SC”是指使用大米蛋白質(zhì)和角叉菜膠在噴霧干燥器的噴霧室中得到的包封的固體香料；和“冷凍干燥的包封物”是指使用大米蛋白質(zhì)和角叉菜膠通 過冷凍干燥法干燥的包封的固體香料。按如下通過氣相色譜(GC)對包封的固體香料進行分析。在60°C溫度下的超聲處理下，將Ig干燥的包封的固體香料溶于19g純乙醇中以萃取香料到有機相中。同一 CC和SC試樣在乙醇中的二次萃取不會明顯改善萃取。對單峰面積進行了監(jiān)測以評估各種試樣中香料的大致量。根據(jù)香料沉淀物將所有試樣都標(biāo)準(zhǔn)化。在乙醇中單次萃取表明，冷凍干燥的包封物比噴霧干燥的情況保持了更高的香味，如下表I中所示。CC和SC分別是指收集和噴霧室的試樣。將在4. 37分鐘停留時間下通過GC監(jiān)測的主峰與在純的沉淀香料中的相同峰的強度進行了比較。通過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GCMS)對包封的固體香料進一步分析以鑒別香料化合物?；诟才枳油衔飳Ω鞣N試樣中香料的相對量進行了比較，將該數(shù)據(jù)也示于表I中。有興趣地注意到，即使將SC試樣在175°C的高溫下暴露更長時間時，SC試樣仍具有比CC試樣更香的香味。相對于沉淀物，關(guān)于cc、sc和冷凍干燥的包封的固體香料試樣所觀察的趨勢，兩種方法相同。還可注意到，利用大米蛋白質(zhì)制備的36-5SC包封的固體香料試樣的香料含量稍高于利用大豆蛋白質(zhì)制備的固體香料試樣(36-1SC)。表I包封的試樣中香料相對于初始沉淀物的相對量、基于源自GC法的峰值面積和基于覆盆子酮的GCMS分析
權(quán)利要求
1.一種包覆的固體香料顆粒，其包含 包含固體香料顆粒的基礎(chǔ)顆粒； 至少部分包覆所述基礎(chǔ)顆粒的第一聚合物包覆材料，所述第一包覆材料選自蛋白質(zhì)、陽離子多聚糖或低聚糖、非離子多聚糖或低聚糖及其混合物；以及 至少部分包覆所述第一包覆層的第二聚合物包覆材料，所述第二包覆材料選自多聚糖、蛋白質(zhì)、多聚糖混合物、蛋白質(zhì)混合物、或多聚糖和蛋白質(zhì)的混合物。
2.權(quán)利要求I的包覆顆粒,其中利用疏水性包覆層對所述固體香料顆粒進行包覆。
3.權(quán)利要求I或2的包覆顆粒，其中所述第二聚合物包覆材料是陰離子的、兩性離子的或中性的。
4.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒,其中所述第二聚合物包覆材料還包含單價、二價或三價陽離子，包括鉀、鈣、鎂、鐵的離子或其組合；或陰離子，包括鹽酸根、檸檬酸根、乳酸根、醋酸根；或其組合。
5.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，其中所述包覆顆粒具有約_5mV 約-60mV的ζ電位值。
6.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，其中所述第一聚合物包覆材料具有約2千道爾頓 約1000千道爾頓的分子量。
7.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，其中所述第二聚合物包覆材料具有約5千道爾頓 約1000千道爾頓的分子量。
8.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，具有約O.20微米 約2000微米的尺寸。
9.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，其中所述基礎(chǔ)顆粒具有小于約1000微米的橫斷面。
10.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，包含 (a)固體香料顆粒，其量為約1(Γ約90干重％； (b)第一聚合物包覆材料，其量為約209Γ約I干重％;和 (c)第二聚合物包覆材料，其量為約509Γ約5干重％。
11.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，其中所述包覆的基礎(chǔ)顆粒具有小于約15干重％的水汽含量。
12.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，其帶凈負電或中性電荷。
13.任一項上述權(quán)利要求的包覆顆粒，其中當(dāng)加熱至250°C時，所述顆粒展示小于20%的重量下降，所述值是通過熱重分析測得的。
14.一種可口的或可食用的產(chǎn)品，其包含任一項上述權(quán)利要求中的一種或多種包覆顆粒。
15.一種制備任一項上述權(quán)利要求的包覆的固體香料顆粒的方法，所述方法包括 在液體介質(zhì)中將固體香料顆粒與第一聚合物包覆材料合并，其中所述第一聚合物包覆材料吸附在所述顆粒表面的至少一部分上以形成第一層； 將第二聚合物包覆材料與所述液體介質(zhì)混合，其中所述第二聚合物包覆材料吸附在所述第一層的表面的至少一部分上以形成第二層；以及 對所述顆粒進行噴霧干燥以形成包覆的固體香料顆粒。
全文摘要
一種包覆的固體香料顆粒，其包含包含固體香料顆粒的基礎(chǔ)顆粒；至少部分包覆所述基礎(chǔ)顆粒的第一聚合物包覆材料，所述第一包覆材料選自蛋白質(zhì)、陽離子多聚糖或低聚糖、非離子多聚糖或低聚糖及其混合物；以及至少部分包覆所述第一包覆層的第二聚合物包覆材料，所述第二包覆材料選自多聚糖、蛋白質(zhì)、多聚糖混合物、蛋白質(zhì)混合物或多聚糖和蛋白質(zhì)的混合物。
文檔編號A23L1/22GK102821621SQ201180016016
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者T·森古普塔, D·A·費爾南德斯, D·S·凱洛格, M·K·米什拉, W·R·斯威尼 申請人:菲利普莫里斯生產(chǎn)公司