專利名稱：粉末形式的穩(wěn)定維生素和類胡蘿卜素制劑、和其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中一種或多種活性成分包埋在蛋白質(zhì)基質(zhì)中的活性成分制劑。這些蛋白質(zhì)與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶交聯(lián)。活性成分制劑的形式例如是穩(wěn)定的干燥粉末。另外，本發(fā)明涉及含有這些制劑的人類食物和動(dòng)物飼料，生產(chǎn)干燥粉末的方法和交聯(lián)蛋白質(zhì)的特定用途。本發(fā)明特別涉及含有維生素，人類食物和動(dòng)物飼料添加劑如類胡蘿卜素的干燥粉末。也可能包埋各種添加劑。
粉末形式的維生素和類胡蘿卜素產(chǎn)品通常是已知的并且用于大規(guī)模的醫(yī)藥工業(yè)和人類食品和動(dòng)物飼料工業(yè)中。所以，在文獻(xiàn)中敘述了生產(chǎn)穩(wěn)定產(chǎn)品的許多過程。
敘述了用于生產(chǎn)粉末形式的制劑的各種生產(chǎn)方法特別是噴灑方法，并且其中保護(hù)了氧化敏感的物質(zhì)如可溶于油的維生素或類胡蘿卜素以對(duì)抗氧化作用。
德國(guó)專利1035319敘述了在低濕度含量(低于8％)的大量粉末狀淀粉中將油狀維生素分散體系噴成霧狀。利用干燥淀粉粉末從霧化顆粒除去水。這導(dǎo)致了這些顆粒的固體化，大量淀粉仍然附著于顆粒的表面。這就另外需要除去過量淀粉含量，然后重新用于該方法。
瑞士專利488 455敘述了利用由作為撒粉劑的水推進(jìn)劑和水吸收物質(zhì)組成的無機(jī)物質(zhì)。這據(jù)說避免了由于精細(xì)分裂干燥淀粉存在的爆炸的危險(xiǎn)。
瑞士專利389 505公開了在冷的氣體介質(zhì)中將活性成分的分散體系噴成霧狀，其中通過冷凍霧化的顆粒固體化。這一過程需要落下的高度是15米，另外溫度必須明顯保持低于室溫。
固體化霧化顆粒的另一個(gè)可能的方法是通過把顆粒密封在粉末中，該粉末包括高級(jí)脂肪酸的金屬鹽。這一過程在瑞士專利431 252中敘述了。
在歐洲專利0 618 001中敘述了生產(chǎn)含有穩(wěn)定活性成分的制劑的可替代方法。在這種方法中，通過控制分散最初從水包油乳化劑形成小球體，其中包括在不可混合水的溶劑中加入油形式的活性成分物質(zhì)，蛋白質(zhì)和水，并且然后除去得到的小球體以生產(chǎn)其中活性成分包埋在各種載體物質(zhì)的混合物中的小球體顆粒。生產(chǎn)小球體必需特定的混合系統(tǒng)。然后，利用醛，例如乙醛，戊二醛或乙二醛處理這種情況中獲得的顆粒，導(dǎo)致化學(xué)交聯(lián)，得到物質(zhì)在水中的不溶性證實(shí)了這一點(diǎn)，并且所以獲得了活性成分的其它穩(wěn)定性。
美國(guó)專利4 670 247敘述了生產(chǎn)交聯(lián)顆粒的另一個(gè)方法。這可以首先通過噴霧和干燥過程轉(zhuǎn)化乳液成粉末形式的顆粒，乳液基本含有油可溶維生素，保護(hù)膠質(zhì)，例如明膠和還原糖。然后，在熱過程中在105和180℃之間處理這些顆粒。由于基質(zhì)成分的交聯(lián)，在蛋白質(zhì)的氨基基團(tuán)和還原糖的氧基團(tuán)之間的美拉(Maillard)反應(yīng)導(dǎo)致干燥粉末顆粒變成不溶于水。
EP 782883敘述了含有膠囊壁并且通過利用可食鹽鹽析出蛋白質(zhì)和將膠囊壁與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶交聯(lián)生產(chǎn)的可食微膠囊。
當(dāng)對(duì)氧化敏感的化合物(在這種情況中特別是脂溶性維生素和類胡蘿卜素)與空氣接觸時(shí)，發(fā)生了與氧的反應(yīng)，并且由于轉(zhuǎn)化成不需要的化合物而導(dǎo)致失去活性成分。為了防止這一氧化，例如通過與蛋白質(zhì)中反應(yīng)基團(tuán)反應(yīng)，依次使它們的氧滲透性更少，并且因此使活性成分得到穩(wěn)定保護(hù)，在制劑中加入一些添加劑是可能的。通過例如在美拉型反應(yīng)中使蛋白質(zhì)與還原糖反應(yīng)，以便防止蛋白質(zhì)溶解于水中是可以發(fā)生的。通過將蛋白質(zhì)與醛反應(yīng)獲得交聯(lián)也是可能的，這同樣使載體基質(zhì)的穩(wěn)定性增加。
但是，這些方法存在一些缺點(diǎn)，以致于尋找提高穩(wěn)定性的方法似乎是符合需要的。所以，利用在蛋白質(zhì)和還原糖之間的美拉反應(yīng)意味著在每種情況下的熱應(yīng)力，并且因此至少在一個(gè)小的程度上降解活性成分。另外，證明該產(chǎn)品帶棕色。
利用醛作為交聯(lián)劑與在這種情況中利用對(duì)健康特別危險(xiǎn)的高反應(yīng)添加劑的嚴(yán)重缺點(diǎn)相關(guān)。這些方法生產(chǎn)的產(chǎn)品沒有發(fā)現(xiàn)被消費(fèi)者不受限制的接受。
相反，利用酶交聯(lián)作為穩(wěn)定的因素意味著避免了熱過程和添加劑，這在每個(gè)方面對(duì)于每個(gè)食物鏈的天然成分的物質(zhì)都是無危險(xiǎn)的。而且，產(chǎn)品沒有棕色。
用本發(fā)明的方法生產(chǎn)活性成分的制劑包括下列步驟a)完全混合可交聯(lián)的蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和活性成分的水溶液。
b)噴霧，其中活性成分和蛋白質(zhì)之間的比例按重量計(jì)是1到10和4到1。
活性成分和蛋白質(zhì)之間的優(yōu)選比例按重量計(jì)是1到4和2到1，特別優(yōu)選地是1到3和1到1。
優(yōu)選的可交聯(lián)蛋白質(zhì)是明膠，酪蛋白，大豆蛋白質(zhì)，玉米蛋白質(zhì)和膠原。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的方法是將含有活性成分的乳液或分散體系噴霧進(jìn)入裝載疏水二氧化硅的惰性氣體大氣中。
其它優(yōu)選的方法是噴霧之后干燥殘留水分含量低于10％重量，優(yōu)選地低于6％重量。
本發(fā)明的方法的溫度基本保持低于80℃，優(yōu)選地低于602。
本發(fā)明另外涉及通過本發(fā)明的過程可獲得的活性成分制劑以及作為另外的特征，那些活性成分制劑具有釋放劑或釋放劑混合物的含量是該活性成分的重量的0.025倍到4倍，還涉及含有這一類型的活性成分制劑的人類食品或動(dòng)物飼料。
優(yōu)選的釋放劑是疏水二氧化硅，玉米淀粉，已經(jīng)通過化學(xué)處理制成疏水的玉米淀粉、高級(jí)脂肪酸的金屬鹽和其它蔬菜淀粉。
在疏水二氧化硅的情況中，活性成分的含量?jī)?yōu)選地在0.025和0.4范圍，特別優(yōu)選的是0.05和0.2之間。在玉米淀粉的情況中，對(duì)應(yīng)的比例優(yōu)選地是0.25和2之間，特別優(yōu)選地在0.5和1.5之間。
通過從碳水化合物和/或天然或化學(xué)修飾淀粉的基團(tuán)生產(chǎn)基本含有這些活性成分，蛋白質(zhì)和其它載體和膨脹劑的分散體系可獲得本發(fā)明活性成分制劑。它也可以另外含有添加劑如穩(wěn)定劑或乳化輔劑。它另外含有能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)分子以各種方法連接的酶。由此使蛋白質(zhì)交聯(lián)和同時(shí)其中包埋活性成分的基質(zhì)也獲得交聯(lián)，水可溶性減弱，因此增強(qiáng)穩(wěn)定性。
對(duì)于交聯(lián)基質(zhì)的分布，獲得的活性成分制劑基本是均一的。
優(yōu)選的可交聯(lián)蛋白質(zhì)是明膠，例如骨明膠，小牛明膠，魚明膠，牛奶蛋白質(zhì)例如，酪蛋白，大豆蛋白質(zhì)，玉米蛋白質(zhì)和膠原，特別優(yōu)選的蛋白質(zhì)是牛奶蛋白質(zhì)和大豆蛋白質(zhì)。本發(fā)明的交聯(lián)酶是轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，特別是從微生物獲得的那些，特別是微生物來源的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶。
優(yōu)選的活性成分是維生素，和人類食品和動(dòng)物飼料添加劑。疏水活性成分是特別優(yōu)選的，以及容易氧化的那些是特別優(yōu)選的。A，D，E和K組的維生素是這些物質(zhì)。優(yōu)選的人類食品和動(dòng)物飼料添加劑是胡蘿卜素和類胡蘿卜素，如β-胡蘿卜素，和例如蝦青素，蝦紅素，脫-8’-胡蘿卜酸乙酯，citranaxanthin雞油菌黃質(zhì)，玉米黃素，脫-8’-胡蘿卜素，黃體素，辣椒紅，番茄紅素，和它們的混合物。
利用疏水釋放劑如疏水二氧化硅，天然淀粉，例如玉米淀粉，疏水淀粉衍生物，例如疏水玉米淀粉，長(zhǎng)鏈脂肪酸的鹽或這些物質(zhì)的混合物來霧化乳液。但是，釋放劑最初也可以存在于噴灑室，例如作為在惰性氣體(例如，氮)中的疏水二氧化硅顆粒。然后，通過在空氣或保護(hù)性氣體的蒸汽中處理，適當(dāng)溫和加熱到80℃，優(yōu)選地60℃，特別優(yōu)選地是在室溫，以適當(dāng)?shù)卦诔メ尫艅┲蟾稍镬F化顆粒。
實(shí)施例1將81.8克明膠(A型100Bloom)和50.7克Isosweet(來自Amylum)分散在360克水中并通過在60℃攪拌30分鐘導(dǎo)致溶解。然后加入62.6克玉米淀粉，并且繼續(xù)攪拌直到所有成分均一分散。接著加入62.9克乙酸維生素A，通過加入乙氧基喹啉(100毫克/106I.U.)和BHT(4.5毫克/106I.U.)使其穩(wěn)定。利用高效攪拌器在水相中乳化維生素A。最后，加入10％強(qiáng)氫氧化鈉水溶液，將得到的乳液的pH調(diào)節(jié)到8.0，并且與20毫升200單位細(xì)菌轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶水溶液混合。
然后，在4.2巴的壓力下通過單成分管嘴在55℃將得到的乳液噴霧化進(jìn)入加載疏水二氧化硅的氮?dú)庵小Ｈ缓?，在室溫下，?5小時(shí)內(nèi)在氮?dú)饬髦性诹黧w化床干燥器中干燥得到的產(chǎn)品直到殘留的水分含量為4.2％。
實(shí)施例2如前面實(shí)施例所述來生產(chǎn)干燥粉末，所不同的是沒有加入轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶。在干燥后，這一產(chǎn)物具有的殘留水分含量為3.9％。
實(shí)施例3將來自實(shí)施例2的干燥粉末的一部分用120℃的油浴，在旋轉(zhuǎn)燒瓶中熱處理20分鐘。由于美拉反應(yīng)產(chǎn)生了棕色顏色。產(chǎn)品的殘留水分含量在這一方法中下降到1.9％。
實(shí)施例4通過EP0 065 193中詳細(xì)敘述的過程生產(chǎn)蝦青素配方。
在240克異丙醇以及1.1克抗壞血酸棕櫚酸酯和6.4克乙氧喹中懸浮30克蝦青素，將壓力控制閾值設(shè)定在30巴，在混合室中與370克異丙醇連續(xù)混合。在懸浮液一邊計(jì)量速度是6升/小時(shí)，在溶劑一邊計(jì)量值是9升/小時(shí)，在混合室設(shè)定混合溫度為173℃。在0.3秒的停留時(shí)間之后，在另一個(gè)混合室中調(diào)節(jié)混合室中的pH到9.5，將分子分散溶液與含有38.6克明膠和105克葡聚糖于4000克水中的溶液以80升/小時(shí)的通過量相混合。獲得了活性成分的膠質(zhì)分散體系。顆粒大小分析顯示是平均0.15微米，分布范圍是±31％。
在薄層薄膜蒸發(fā)器中，將微粉粒濃縮到固體含量約25％。然后，濃縮的產(chǎn)品在60℃熔化，加入50毫升250單位細(xì)菌轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的水溶液，并且用漿攪拌器在四頸燒瓶中攪拌。
將完成的分散體系導(dǎo)入高溫滅菌釜并且通過管嘴噴霧進(jìn)入含有Sipemat D17作為在空氣中分散的噴灑輔劑的容器中。將以這種方式生產(chǎn)的干燥粉末在流化床干燥器中，在20小時(shí)內(nèi)在室溫，干燥到水分含量＜6％。
實(shí)施例5從得到的干燥粉末中篩選出顆粒大小為250到355微米的部分，在標(biāo)準(zhǔn)預(yù)混合物中進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試。為此，在樣品試管中稱重約100毫克測(cè)試樣品(每個(gè)樣品，稱重和測(cè)試4次)，然后用手將含有60％小麥麩糠，在二氧化硅上的30％-50％強(qiáng)氯化膽堿和含有37.43％CuSO4×5H2O、46.78％FeSO4×7H2O、11.79％ZnO、3.61％MnO和0.39％CoCO3的10％痕量元素的4克預(yù)混合物小心混合。
在恒定溫度和濕度(40℃和70％相對(duì)濕度)在一廚中的開放容器中儲(chǔ)藏測(cè)試樣品6星期。在儲(chǔ)藏開始和4和6星期后，取出用于檢測(cè)特別測(cè)試時(shí)間而制備的4個(gè)測(cè)試樣品，并檢測(cè)其中殘留的維生素A活性成分的含量。
測(cè)試的結(jié)果表示在下面的表中維生素A保留(％)測(cè)試產(chǎn)品
實(shí)施例6利用420克水，102.3克明膠100Bloom A，63.4克Isosweet，76.5克維生素A乙酸酯(2.16百萬I.U./克；利用100毫克乙氧喹/百萬I.U.和14.5毫克BHT/百萬I.U.來穩(wěn)定)和80.6克玉米淀粉，如實(shí)施例1制備一種乳液，然后利用10％強(qiáng)氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)該乳液到pH8.0。將這一乳液分成3等分，處理如下A沒有加入B在多糖中加入2.05克1％強(qiáng)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶制劑(“TG”)。
C在多糖中加入5.11克強(qiáng)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶制劑(“TG”)。
如實(shí)施例1中將乳液噴霧進(jìn)入用疏水二氧化硅負(fù)載的氮?dú)庵小?br> 在室溫和氮?dú)饬髦懈稍锱螦到殘留水分含量3.1％。它的一部分在120℃另外加熱20分鐘。
同樣在流體化床中在室溫干燥批料B，和在室溫將它的一部分儲(chǔ)藏后干燥15小時(shí)。
如處理批料B那樣處理批料C。
將得到的產(chǎn)品如在實(shí)施例5中那樣進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試。將得到的數(shù)據(jù)歸納在下面的表中。
RT＝室溫～23℃明膠是各種大小的蛋白質(zhì)分子的混合物。利用熒光染料標(biāo)記所有分子。在觀察期，利用廣泛的交聯(lián)，只有最小的分子能夠離開交聯(lián)明膠的網(wǎng)絡(luò)。另外，較小的分子具有直接受交聯(lián)的影響的更低的可能性。在與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶廣泛交聯(lián)的明膠的上清液中通過FCS觀察分子大小表明通常小分子大小有高擴(kuò)散速度(在微秒的tau小于對(duì)照)。同時(shí)觀察到所有樣品的強(qiáng)度(I，kcps)基本上是相類似的。
實(shí)施例7在另一個(gè)測(cè)式中，如實(shí)施例4將蝦青素分散體系加工成為各種量的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的干燥粉末
RT＝室溫～23℃
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)活性成分制劑的一種方法，該方法包括下列步驟a)完全混合可交聯(lián)的蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和活性成分的水溶液。b)霧化，其中在活性成分和蛋白質(zhì)之間的比例按重量計(jì)是1到10和4到1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中活性成分是維生素，人類食品添加劑或動(dòng)物飼料添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中活性成分是疏水的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中可交聯(lián)蛋白質(zhì)選自明膠，酪蛋白，大豆蛋白質(zhì)，玉米蛋白質(zhì)和膠原。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中利用了從微生物獲得的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5的任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中發(fā)生霧化成為負(fù)載疏水二氧化硅，玉米淀粉或疏水玉米淀粉的惰性氣體大氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6的任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中霧化后接著干燥到殘留水分含量低于10％重量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7的任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中活性成分制劑的溫度保持基本上低于80℃。
9.一種活性成分制劑，該制劑由權(quán)利要求1到8的任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法獲得。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的活性成分制劑，其中活性成分選自下列一組化合物類胡蘿卜素維生素A維生素E維生素D3
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10中任一項(xiàng)權(quán)利要求的活性成分制劑，其中該活性成分制劑具有釋放劑或釋放劑混合物的含量是活性成分的重量的0.025到4倍。
12.一種人類食品或動(dòng)物飼料，其中含有如權(quán)利要求9到10的任一項(xiàng)權(quán)利要求的活性成分制劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及活性成分制劑,其中在蛋白質(zhì)基質(zhì)中包埋了一種或多種活性成分,該蛋白質(zhì)與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶交聯(lián)?；钚猿煞种苿┦抢绶€(wěn)定干燥粉末的形式。本發(fā)明另外涉及含有這樣的制劑的人類食品和動(dòng)物飼料,生產(chǎn)該干燥粉末的方法和交聯(lián)的蛋白質(zhì)的特定用途。
文檔編號(hào)A23L1/303GK1250650SQ99121688
公開日2000年4月19日 申請(qǐng)日期1999年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月24日
發(fā)明者W·貝弗特, R·貝茨, E·呂德克, T·弗里德里希 申請(qǐng)人:Basf公司