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用植物蛋白质进行微包封的制作方法

2022-09-08 06:57:35 来源:中国专利 TAG:
用植物蛋白质进行微包封1.本专利申请要求于2020年1月24日提交的美国临时申请序列号62/965,404的优先权的权益,将其内容通过援引以其全文并入本文。
背景技术
::2.风味剂已广泛用于市场上几乎所有的食物产品中,以提供期望的感官体验。然而,大多数风味化合物在常规食品加工条件下是挥发性的且不稳定。可使用包封技术通过在制造和储存期间保护核心风味化合物,来克服这些问题。包封是将活性成分嵌入载体基质中从而保护了核心活性化合物免受周围环境影响的工艺。喷雾干燥,由于其连续性和对工业化的适应性,是食品工业中最常用的包封工艺。喷雾干燥工艺通常涉及初始乳化步骤,其中乳化剂充当核心油的稳定剂,并且碳水化合物(例如麦芽糖糊精)充当成膜材料。然后通过喷雾干燥工艺将乳液转化为自由流动的粉末。阿拉伯胶、改性淀粉和乳蛋白(例如乳清蛋白和酪蛋白酸盐)是包封应用中使用的最常见的乳化剂和成膜材料(gharsallaoui等人(2007)foodres.internat.[国际食品研究]40:1107-1121)。由于对更天然、清洁标签和可持续成分的市场需求,植物基蛋白质在风味剂递送和包封中的使用是令人感兴趣的。[0003]已经在食品工业中对大豆蛋白、豌豆蛋白和马铃薯蛋白用于植物油和风味剂包封进行了探索。参见us2016/324877、us2010/0074986、us9,504,265、us8,465,911、ep2827726b1、ep2838278b1、cn106362653和wo2010/090983。此外,已经建议将马铃薯蛋白的碱性水解产物用于在食品组合物中作为乳化剂使用(us9,149,063b2)。然而,有限的溶解度和乳化特性阻碍了植物基材料的使用。技术实现要素:[0004]本发明提供了一种包封颗粒,其由以下构成:(a)活性材料;以及(b)含有未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和载体的基质材料,其中该包封颗粒具有2μm至5000μm的直径,该活性材料分散在该基质材料中,并且该活性材料与该未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白的比率是10:1至1:10。在一些实施例中,载体以按包封颗粒的重量计1%至99%的量存在。在其他实施例中,载体是菊粉、麦芽糖糊精、葡萄糖糖浆固体、麦芽糖、蔗糖、多元醇、植物纤维或其组合。在仍其他实施例中,活性材料选自由以下组成的组:香料、香料前体(pro-fragrance)、风味剂、恶臭抵消剂(malodorcounteractiveagent)、维生素或其衍生物、抗炎剂、杀真菌剂、麻醉剂、止痛剂、抗微生物活性成分、抗病毒剂、抗感染剂、抗痤疮剂、皮肤增亮剂、昆虫驱避剂、兽用驱避剂、寄生虫驱避剂、润肤剂、皮肤保湿剂、起皱控制剂、uv防护剂、织物柔软剂活性成分、硬表面清洁活性成分、皮肤或头发调理剂、阻燃剂、抗静电剂、味道调节剂、细胞、益生菌、着色剂、植物油、及其组合。优选地,活性材料以按包封颗粒的重量计0.1%至60%的量存在;并且未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白以按包封颗粒的重量计0.1%至99%的量存在。[0005]本发明还提供了一种用于生产包封颗粒的方法,该方法包括以下步骤:(a)使活性材料(例如,风味剂),未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和载体乳化以获得均匀的水性浆料,其中以10:1至1:10的比率提供该活性材料和该未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白;以及(b)将该均匀的水性浆料例如通过喷雾干燥、冷冻干燥、喷雾冷却、流化床干燥、滚筒干燥、真空干燥、膜干燥、带式干燥、传导干燥、红外干燥或其组合进行干燥。具体实施方式[0006]现在已经发现,大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白作为用于包封挥发性化合物的天然和功能性壁材是有用的。特别地,现已经证明大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白(特别是未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白)有助于油基风味剂的包封。因此,本发明提供了具有多个油滴的包封颗粒,这些包封颗粒由以下构成:待包封的活性材料(例如,风味剂),以及仅由大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白组成或由大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白与载体(例如,低分子量碳水化合物载体)组合组成的固体基质。本发明可用于生产适合于广泛范围的商业应用的天然液体和干性风味剂递送系统。有利地,本发明允许用天然、可持续生产的乳化剂来代替合成乳化剂,而不显著地牺牲产品性能。[0007]根据本发明,活性材料优选地包封在基质中,该基质由以下构成:未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和载体。因此,本发明提供了包封颗粒,该包封颗粒包含以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)活性材料、和(b)含有未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和载体的基质,其中活性材料分散在基质中。本发明的基质将活性材料(例如,风味剂或香料)包封在分散在基质材料的连续相中的包含油的不连续相中。油可以用作活性成分的溶剂,或者本身可以是活性成分。包封颗粒可以具有球形的形状,但也可以是球形以外的形状。粒度可能因生产方法(例如喷雾干燥或印刷)而异。在此方面中,本发明的包封颗粒具有范围为0.2μm至5000μm(例如0.5μm至120μm、2μm至500μm、2μm至300μm、2μm至150μm、100μm至1000μm、500μm至5000μm、1000μm至5000μm、1000μm至4000μm、以及1000μm至2000μm)的直径。[0008]作为第一乳化剂,本发明提供了未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白的用途。如本文使用的,“未水解的”大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白是指未通过例如酸(例如强酸,像对甲苯磺酸或盐酸)或碱(例如氢氧化钠)或使用酶(例如,胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、无花果蛋白酶等)部分或完全水解或分解成更小的多肽、肽或其组分氨基酸的蛋白质。未水解的蛋白质包括变性的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和天然的(或未变性的)大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白。“变性的蛋白质”是指通过应用一些外部应力或化合物例如酸(例如,乙酸或三氯乙酸)或碱(例如碳酸氢钠或硫酸钠)、浓缩无机盐(例如,氯化钙)、有机溶剂(例如,醇、醚、丙酮或氯仿)、uv辐射或热来改变其天然的二级、三级或四级结构和/或化学特性和/或生物特性而不使其水解的蛋白质。“天然的”大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白定义为分离自大米、向日葵或蚕豆而没有任何显著的物理或(生物)化学修饰或灭活(特别是变性或水解)的蛋白质。[0009]大米蛋白分类为四种蛋白质级分,包括白蛋白(水溶性)、球蛋白(盐溶性的)、谷蛋白(碱/酸溶性的)、和谷醇溶蛋白(醇溶性的)(shih(2003)nahrung/food[食物]47(6):420-424)。大米蛋白级分可取决于大米品种和提取程序而变化。大米的突出特点是:谷醇溶蛋白(在除燕麦以外的其他谷类中代表主要的胚乳贮藏蛋白(shewry和halford,(2002)j.exp.bot.[实验植物学杂志]53:947-958))在所有大米粒研磨级分中是次要蛋白,而谷蛋白在棕米(brownrice)和精米(milledrice)中是主要的蛋白质。据报道,白蛋白、球蛋白、谷蛋白和谷醇溶蛋白的比例,在棕米中分别为5%至10%、7%至17%、75%至81%、和3%至6%;并且在精米中分别为4%至6%、6%至13%、79%至83%、和2%至7%(agboola等人(2005)j.cerealsci.[谷物科学杂志]41:283-290;cao等人(2009)j.cerealsci.[谷物科学杂志]50:184-189;ju等人(2001)j.foodsci.[食品科学杂志]66:229-232;zhao等人(2012)j.cerealsci.[谷物科学杂志]56:568-575)。[0010]本发明的未水解的大米蛋白可以获得自任何适合的来源或水稻,包括棕米、白米或黑米(或紫米)以及它们的发芽形式。在一些实施例中,未水解的大米蛋白含有白蛋白、球蛋白、谷蛋白和谷醇溶蛋白中的一种或多种。此外,本发明中使用的大米蛋白优选地具有至少70%、75%、80%、85%或90%的蛋白质含量。示例性的未水解的大米蛋白可商购自多种来源并且包括但不限于由公理食品公司(axiomfoods,inc.(加利福尼亚州洛杉矶))以商品名80(80%蛋白质)和90(90%蛋白质)出售的大米蛋白;由aidp公司(加利福尼亚州工业城(cityofindustry))以商品名advantaricetm(发芽棕米)和risaprotm(80%蛋白质)出售的大米蛋白;由百威有机成分公司(中国)(biowayorganicingredientsco.,ltd(china))出售的紫米(黑米)蛋白(》70%蛋白质);以及由成分公司(ingredientsinc)(伊利诺伊州比弗洛格罗夫(buffalogrove))出售的棕米蛋白。[0011]本发明的未水解的向日葵蛋白优选地获得自向日葵(sunflower/helianthusannuus)籽以及向日葵籽的发芽形式。以干基计,向日葵籽含有20%和40%之间的蛋白质。脱脂的向日葵粉(sunflowermeal)通常具有30%左右的蛋白质,但是当使用有机溶剂进行提取时,蛋白质含量可以达到高达53%至66%。除了具有较低的赖氨酸含量,向日葵蛋白满足所有其他的氨基酸要求。向日葵蛋白含有约20%的支链氨基酸。向日葵蛋白在一定的离子强度和ph范围内具有较好的溶解度。示例性的未水解的向日葵蛋白可商购自多种来源并且包括但不限于由austrade公司(austradeinc.)(佛罗里达州棕榈滩花园(palmbeachgardens))以商品名45向日葵蛋白(45%干重蛋白质)和55向日葵蛋白(55%干重蛋白质)出售的向日葵蛋白以及由百威有机成分公司(中国)出售的有机向日葵蛋白粉。[0012]蚕豆(fababean,viciafaba,broadbean,favabean,fieldbean,bellbean或ticbean),也称作胡豆、佛豆、川豆、倭豆、罗汉豆或南豆,是一种原产北非、亚洲西南部和南部且在其他地区也广泛种植的豆科(bean/fabaceae)物种。在100克蚕豆中,有约58.29克碳水化合物、25克纤维、1.53克脂肪和26.12克蛋白质。示例性的未水解的蚕豆蛋白可商购自多种来源并且包括但不限于以商品名vitessencetmpulse3600或vitessencetmpulsect3602(均由60%蛋白质构成,宜瑞安公司(ingredion)(伊利诺伊州韦斯特切斯特))出售的蚕豆蛋白;以及由bi营养食品公司(binutraceuticals)(加利福尼亚州多明格斯牧场(ranchodominguez))出售的60%蚕豆蛋白粉和80%蚕豆蛋白粉。[0013]根据本发明,包封颗粒的未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白以按本文所述的包封颗粒的干重计0.1%、0.5%、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或99%的量存在或以这些量的任何组合之间的范围存在。理想地,未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白以按包封颗粒的重量计从0.1%至60%的量存在,或更优选地以按包封颗粒的干重计1%至30%的量或最优选地5%至20%的量存在。[0014]在基质中使用的载体优选地是固体载体,例如单糖、二糖或寡糖,像葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖、棉籽糖、纤维二糖等;多糖,像麦芽糖糊精、菊粉(来自菊苣根、菊芋、蓝色龙舌兰草、大蒜或洋葱)等;碳水化合物的混合物,例如葡萄糖糖浆固体;植物纤维,例如,纤维素或淀粉;多元醇,例如山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇、异麦芽酮糖醇(isomalt)、赤藓糖醇;或其组合。在一些实施例中,载体的平均分子量是小于10000g/mol、或更优选地,小于8000g/mol。[0015]在一些实施例中,载体是菊粉中的一种或菊粉的组合。在特定的实施例中,载体是分离自菊苣根、菊芋和/或蓝色龙舌兰草的菊粉。菊粉是可溶性聚果聚糖并且属于一组膳食纤维。菊粉链由经由β-(2-》1)苷键连接的多达100个d-呋喃果糖单元构成((2002)nauka,technologia,[食物科学,技术,质量]3(32):s37-s45)。在物理化学特性方面,菊粉展示出良好的水溶解度、在高固体含量下的低粘度以及良好的成膜特性(这对于喷雾干燥包封是特别重要的)。[0016]载体能以按包封颗粒的干重计1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或99%的量存在于包封颗粒中或以这些量的任何组合之间的范围存在于包封颗粒中。在某些实施例中,载体以按包封颗粒的干重计10%至95%的范围的量存在于包封颗粒中,或更优选地以按包封颗粒的干重计10%至90%的范围的量存在于包封颗粒中。[0017]根据本发明,基质材料包封油相,该油相包括一种或多种活性材料。在本发明中使用的活性材料包括但不限于香料、香料前体、风味剂、恶臭抵消剂、维生素或其衍生物、抗炎剂、杀真菌剂、麻醉剂、止痛剂、抗微生物活性成分、抗病毒剂、抗感染剂、抗痤疮剂、皮肤增亮剂、昆虫驱避剂、兽用驱避剂、寄生虫驱避剂、润肤剂、皮肤保湿剂、起皱控制剂、uv防护剂、织物柔软剂活性成分、硬表面清洁活性成分、皮肤或头发调理剂、阻燃剂、抗静电剂、味道调节剂、细胞、益生菌、着色剂、色素、抗氧化剂、植物油(例如,大豆油、向日葵油、红花油、橄榄油、玉米油、牛油果油或葡萄籽油)、或其组合。[0018]香料包括例如苯甲醛、乙酸苄酯、顺式-3-己烯基乙酸酯、顺式茉莉酮、香豆素、二氢月桂烯醇、乙酸二甲基苄基原酯、乙基香兰素、桉树脑、丁香油酚、异丁香油酚、水杨酸异丁酯、弗洛尔乙酸酯(floracetate)、香叶醇、羟基香茅醛、koavone、liffarome、二氢芳樟醇、芳樟醇、邻氨基苯甲酸甲酯、甲基β萘酮、二氢茉莉酮酸甲酯、橙花醇、壬内酯、橙花醚、苯乙酸乙酯、苯乙醇、苯丙醇、异丁酸苯氧乙酯、phenoxanol、α萜品醇、四氢芳樟醇、β萜品醇、香兰素等。[0019]适合的风味剂包括例如水果风味剂,例如番石榴、猕猴桃、桃子、芒果、木瓜、菠萝、香蕉、草莓、覆盆子、蓝莓、橙子、葡萄柚、橘子、柠檬、青柠、柠檬-青柠等;茶风味剂;咖啡风味剂;巧克力风味剂;乳制品风味剂;水杨酸甲酯(冬青油、甜桦油)、肉豆蔻、佛手柑肉桂、肉桂、橙花醇、芫荽、薰衣草以及本文所述的其他风味剂。[0020]维生素包括任何维生素、其衍生物和其盐。实例包括维生素a及其类似物和衍生物(例如,视黄醇、视黄醛、视黄醇棕榈酸酯、视黄酸、维甲酸和异维甲酸,统称为类维生素a)、维生素e(生育酚及其衍生物)、维生素c(l-抗坏血酸及其酯和其他衍生物)、维生素b3(烟酰胺及其衍生物)、α羟基酸(例如,乙醇酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸等)和β羟基酸(例如,水杨酸等)。[0021]染料、着色剂或色素包括例如乳黄素(核黄素)、β-胡萝卜素、核黄素-5'-磷酸盐、α-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、角黄素、赤藓红、姜黄色素、喹啉黄、黄橙s、酒石黄、胭脂树素、降胭脂树素(胭脂树红、奥尔良(orlean))、辣椒黄素、辣椒玉红素、番茄红素、β-阿朴-8'-胡萝卜素醛、β-阿朴-8'-胡萝卜素酸乙酯、叶黄素(叶黄呋喃素、黄体素、隐藻黄素、玉红黄素、紫黄质、玫红黄质)、永固胭脂红(胭脂红酸、胭脂虫红)、偶氮玉红、胭脂虫红a(丽春红(ponceau)4r)、甜菜根红、甜菜苷、花青素苷、苋菜红(amaranth)、专利蓝v、靛蓝i(靛蓝-胭脂红)、叶绿素、叶绿素的铜化合物、酸性艳绿(acidbrilliantgreen)bs(丽丝胺绿(lissaminegreen))、亮黑bn、植物炭(vegetablecarbon)、二氧化钛、氧化铁和氢氧化铁、碳酸钙、铝、银、金、色素宝红bk(立索尔宝红(litholrubine)bk)、甲基紫b、维多利亚蓝r、维多利亚蓝b、阿尔新艳蓝(acilanbrilliantblue)ffr(亮毛蓝(brilliantwoolblue)ffr)、萘酚绿b、阿尔新永固绿(acilanfastgreen)10g(碱性固绿(alkalifastgreen)10g)、派拉丁黄(ceresyellow)grn、苏丹蓝ii、群青、酞菁蓝、酞菁绿、永固酸性紫(fastacidviolet)r。另外的天然获得的提取物(例如红辣椒提取物、黑胡萝卜提取物、紫甘蓝提取物)可以用于染色的目的。[0022]抗氧化剂的实例包括类胡萝卜素(例如,β-胡萝卜素),维生素c(抗坏血酸)或其酯,柠檬酸,维生素a或其酯,生育酚(例如,维生素e或其酯),黄体素或其酯,番茄红素,硒,黄酮类化合物,维生素类抗氧化剂(例如辅酶q10(coq10)和谷胱甘肽),酚酸及其酯,迷迭香提取物,姜黄色素和抗氧化酶(例如超氧化物歧化酶(sod)、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶以及丁基羟基苯甲醚(bha)),丁基羟基甲苯(bht),没食子酸丙酯或叔丁基对苯二酚(tbhq)。[0023]抗炎剂包括例如水杨酸甲酯、阿司匹林、布洛芬和萘普生。另外的抗炎剂包括皮质类固醇,例如但不限于:氟氢缩松、丙酸氯倍他索、卤倍他索丙酸酯(halobetasolpropionate)、丙酸氟替卡松、二丙酸倍他米松、苯甲酸倍他米松、倍他米松戊酸酯、去羟米松、地塞米松、醋酸双氟拉松(diflorasonediacetate)、糠酸莫米他松(mometasonefuroate)、哈西奈德(halcinonide)、氟轻松(fluocinonide)、醋酸氟轻松(fluocinoloneacetonide)、地奈德(desonide)、曲安奈德(triamcinoloneacetonide)、氢化可的松、氢化可的松乙酸酯、氟米龙(fluoromethalone)、甲泼尼龙、以及泼尼卡酯(prednicarbate)。[0024]麻醉剂包括苯佐卡因、氨苯丁酯、氨苯丁酯苦味酸盐(butambenpicrate)、可卡因、普鲁卡因、丁卡因、利多卡因和盐酸普莫卡因(pramoxinehydrochloride)。[0025]适合的止痛剂包括但不限于布洛芬、双氯芬酸、辣椒素、和利多卡因。[0026]抗真菌剂的非限制性实例包括咪康唑、克霉唑、布康唑、芬替康唑、噻康唑、特康唑、硫康唑、氟康唑、氯丙炔碘、酮康唑(ketonazole、ketoconazole)、奥昔康唑(oxiconazole)、益康唑、伊曲康唑、特比萘芬(terbinafine)、制霉菌素和灰黄霉素。[0027]抗生素的非限制性实例包括红霉素、克林霉素、合霉素(synthomycin)、四环素、甲硝唑等。[0028]抗病毒剂包括但不限于泛昔洛韦(famcyclovir)、伐昔洛韦和阿昔洛韦。[0029]在某些实施例中,活性材料是风味剂。本发明考虑的风味剂包括具有食品可接受质量的任何液体风味剂。风味剂可以是精油、合成风味剂、热反应风味剂(reactionflavor)、或其混合物,包括但不限于衍生自植物和水果的油,例如柠檬油、浆果油、橙子油、葡萄柚油、橘子油、青柠油、金橘油、蜜橘油、佛手柑油、柑橘油、水果香精、薄荷油、留兰香油、丁香油、冬青油、茴香油等。本发明也考虑了人工风味组分。[0030]优选的风味剂包括但不限于茴香油;2-甲基丁酸乙酯;香兰素;顺式-3-庚烯醇;顺式-3-己烯醇;反式-2-庚烯醛;丁基戊酸酯;2,3-二乙基吡嗪;甲基环-戊烯醇酮;苯甲醛;缬草油;3,4-二甲氧基-苯酚;乙酸戊酯;桂皮酸戊酯;γ-丁内酯;糠醛;三乙基吡嗪;苯乙酸;异戊醛;乙基麦芽酚;乙基香兰素;戊酸乙酯;丁酸乙酯;可可提取物;咖啡提取物;薄荷油;留兰香油;丁香油;茴香脑;豆蔻油;冬青油;肉桂醛;2-甲基戊酸乙酯;γ-己烯内酯;2,4-癸二烯醛;2,4-庚二烯醛;甲基噻唑醇(4-甲基-5-β-羟基乙基噻唑);2-甲基丁硫醇;4-巯基-2-丁酮;3-巯基-2-戊酮;1-巯基-2-丙烷;苯甲醛;糠醛;糠醇;2-巯基丙酸;烷基吡嗪;甲基吡嗪;2-乙基-3-甲基吡嗪;四甲基吡嗪;多硫化物;二丙基二硫醚;甲基苄基二硫醚;烷基噻吩;2,3-二甲基噻吩;5-甲基糠醛;乙酰呋喃;2,4-癸二烯醛;愈创木酚;苯乙醛;β-癸内酯;d-柠檬烯;乙偶姻;乙酸戊酯;麦芽酚;丁酸乙酯;乙酰丙酸;胡椒醛;乙酸乙酯;正辛醛;正戊醛;正己醛;二乙酰;谷氨酸单钠;谷氨酸单钾;含硫氨基酸,例如半胱氨酸;水解的蔬菜蛋白质(vegetableprotein);2-甲基呋喃-3-硫醇;2-甲基二呋喃-3-硫醇;2,5-二甲基呋喃-3-硫醇;水解的鱼类蛋白质;四甲基吡嗪;丙基丙烯基二硫醚;丙基丙烯基三硫醚;二烯丙基二硫醚;二烯丙基三硫醚;联丙烯基二硫醚;联丙烯基三硫醚;4-甲基-2-[(甲基-硫代)-乙基]-1,3-二硫戊环;4,5-二甲基-2-(甲硫甲基)-1,3-二硫戊环;以及4-甲基-2-(甲硫甲基)-1,3-二硫戊环。这些和其他的风味剂成分提供于美国专利号6,110,520和6,333,180中,将其各自通过援引并入本文。[0031]包封颗粒的活性材料以按本文所述的包封颗粒的重量计0.1%、0.5%、1%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%的量存在或以这些量的任何组合之间的范围存在。理想地,活性材料以按包封颗粒的干重计0.1%至65%、或更优选地1%至60%的量存在。[0032]本文的组合物中的活性材料(例如风味剂)与未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白的比率理想地是按组合物的重量计10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10或在这些比率的任何组合之间的范围内。在一些实施例中,活性材料和未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白以按组合物的重量计范围为10:1至1:10、优选5:1至1:5,或更优选地范围为2:1至1:2的重量比率存在于包封颗粒中。在某些实施例中,活性材料(例如风味剂)与未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白的比率是至少4:1。在其他实施例中,活性材料(例如风味剂)与未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白的比率是至少2:1。[0033]取决于活性材料和应用,本文的组合物可以包括不实质性地影响用载体包封活性材料的工艺的另外的组分,例如盐和/或抗氧化剂。盐的实例包括但不限于氯酸钠、氯化钾、氯化镁等。抗氧化剂包括例如类胡萝卜素(例如,β-胡萝卜素),维生素c(抗坏血酸)或其酯,柠檬酸,维生素a或其酯,生育酚(例如,维生素e或其酯),黄体素或其酯,番茄红素,硒,黄酮类化合物,维生素类抗氧化剂(例如辅酶q10(coq10)和谷胱甘肽),酚酸及其酯,迷迭香提取物,姜黄色素和抗氧化酶(例如超氧化物歧化酶(sod)、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶以及丁基羟基苯甲醚(bha)),丁基羟基甲苯(bht),没食子酸丙酯或叔丁基对苯二酚(tbhq)。[0034]本发明的包封颗粒通过以下生产:(a)将活性材料,未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和载体混合以获得均匀的水性浆料,其中该浆料具有1至10的ph(优选地4至7的ph),并且以10:1至1:10的比率提供该活性材料和该未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白;以及(b)将水性风味剂浆料干燥,从而产生包封颗粒。[0035]如本文使用的,“均匀的水性浆料”是指两种液体的混合物,其中一种液体(分散相)均匀分散在水性液体(连续相)中。优选地,分散相是含有活性材料的油相。均匀的水性浆料适合地通过以下制备:使活性材料和含有未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和载体的水相结合以形成混合物;并且使混合物均质化以形成由分散在连续水相中的多个油滴(例如,风味剂滴)构成的乳液或浆料。如本文使用的,均质化是指如下工艺,凭此工艺水相和油相转化为在连续的水相中的油相滴的稳定的乳液或浆料。在一些实施例中,乳液或浆料通过以下制备:首先使用高剪切混合器(例如silversonl4r型混合器和/或silversonversoline转子-定子混合器),将油相分散在其中溶解了未水解的大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和载体的水相中。期望地,乳液或浆料形成具有0.1μm至20μm的平均直径的液滴。[0036]可以使用用于干燥乳液或浆料的任何适合的方法,包括但不限于喷雾干燥、冷冻干燥、喷雾冷却、流化床干燥、滚筒干燥、真空干燥、膜干燥、带式干燥、传导干燥、红外干燥或其组合。参见,例如us20150267964a1、us20150284189a1和us20160097591al。取决于所选的干燥方法,乳液或浆料的黏度范围可以是100cps至10000cps。在关于喷雾干燥的实施例中,优选地,乳液或浆料的黏度范围是100cps至1000cps。[0037]干燥后,干燥的包封颗粒的水分含量优选地小于10%或更优选地小于5%。理想地,干燥的包封颗粒的水活度是小于0.5,或更优选地小于0.4,或最优选地小于0.3。[0038]如本文所展示,用大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白和菊粉作为基质材料制备的包封颗粒是高度水可分散的并且因此适合用于在各种食品应用中使用。值得注意的是,风味剂油回收率和包封效率高。特别地,挥发性化合物回收高达70%至100%(取决于化合物)并且包封效率是至少80%。此外,包封颗粒展示出低或无法检测的表面油。此外,包封颗粒的保质期是至少18个月。因此,大米蛋白、向日葵蛋白或蚕豆蛋白与碳水化合物载体组合提供了可用于食品、饮料、制药、化妆品、保健品、补充剂、添加剂、个人护理、消费品、农用化学品、兽药和化学工业的天然、可持续的风味剂递送系统。[0039]提供以下非限制性实例用于进一步说明本发明。[0040]实例1:材料和方法[0041]由成分公司(伊利诺伊州比弗洛格罗夫)提供了具有80%蛋白质含量(根据供应商)的棕米蛋白。衍生自蓝色龙舌兰草和菊苣根(以商品名gr出售)的菊粉分别获得自ciranda公司(威斯康星州哈德逊)和贝利优公司(beneo,比利时)。本发明中使用的所有风味剂由美国国际香精香料公司(internationalflavors&fragrancesinc,新泽西州尤宁比奇)提供。[0042]包封的风味剂粉末的制备。水性风味剂浆料通过以下来制备:在环境温度,使用顶置式混合器以500rpm,将大米蛋白和菊粉在水中混合1小时或直到固体材料完全溶解。然后将水性风味剂浆料冷却至大约15℃。将风味剂添加进水性风味剂浆料中,随后使用silversonverso内嵌式转子-定子混合器以2500rpm和1kg/分钟的循环率混合。使用连接到流化床单元以进行另外的凝集和水蒸发的中试规模的anhydromicrasprayms-400喷雾干燥器干燥水性风味剂浆料。将喷雾干燥器的进口空气温度调节至大约95℃,并通过控制流速,将出口温度保持在大约55℃。使用两个流体喷嘴雾化器,以10kg/小时的进料速率和200立方英尺/分钟的空气流速,将干燥器内的水性风味剂浆料雾化。为了保持均质性,将浆料伴随轻轻搅拌进料到喷雾干燥器中。将包封风味剂的粉末成品收集在旋风收集容器中并且在-5℃储存在密封铝袋中直至分析。[0043]浆料黏度测量。使用brookfield黏度计使用#4转子以60rpm测量进料浆料的表观黏度。[0044]液滴和粒度测量。使用beckmancoulterls13320激光衍射粒度分析器测量风味剂的液滴尺寸分布。使用蒸馏水作为分散剂。使用配备有粉末样品处理单元的mastersizer3000激光散射仪(马尔文仪器有限公司(malverninstrumentsltd.),英国伍斯特郡)测量微胶囊的粉末粒度分布。通过该仪器根据米氏理论(mietheory)计算液滴/颗粒分布,该理论利用液滴与分散介质之间的折射率差来预测散射光的强度。液滴/粒度测量值报告为体积-表面平均直径或d[4,3]。[0045]水活度测量。使用aqualab4tev水活度计(decagon设备公司(decagondevices,inc.),华盛顿州普尔曼)测量水活度。将样品置于一次性样品杯中,完全覆盖杯底。然后将样品杯装入仪器中进行测量。至少进行两次测量,并本文中报告这些测量的平均值。[0046]微胶囊表面油和总油测量。将样品置于4打兰小瓶中并记录精确的重量。向样品中添加6.7g(大约10ml)己烷并再次记录精确的重量。将样品置于试管旋转器上10分钟。用0.45μm尼龙针筒式过滤器将样品的等分试样过滤到自动进样器小瓶中。使用配备有火焰离子化检测器的气相色谱(gc)仪器测量表面油,并使用标准溶液进行量化。表面油代表微胶囊表面存在的油部分(bao等人(2011)j.foodsci.[食品科学杂志]76:e112-8)。如下文所述,基于总挥发性保留的计算,确定微胶囊的总油含量。如下计算包封效率:(总油含量-表面油)/总油含量x100%。[0047]风味剂挥发性保留测量。通过气相色谱(gc)分析确定保留在包封风味剂的粉末中的单独的芳香化合物的量。将大约1.0克喷雾干燥粉末称重到50ml离心管中。随后,向试管中添加5ml去离子水,并高速涡旋样品持续1分钟以使样品溶解或均质化。样品完全溶解后,将5ml提取溶剂(含0.05%戊酸乙酯的乙腈作为内标)移液到同一试管中,并高速涡旋样品持续1分钟。随后将无水硫酸镁(4.0g)添加到样品混合物中,并立即将混合物高速涡旋持续1分钟。然后将试管离心,将澄清的提取物转移到2ml螺旋盖小瓶中,并通过gc/fid(agilent6850或等效产品)进行分析。每个喷雾干燥的粉末中单独的芳香化合物的浓度(mg/g粉末)经由线性回归(r2》0.99)(从使用净油的3点校准曲线获得)来确定,该净油经过相同的提取程序。使用保留指数和/或质谱法鉴定目标风味剂组分。单独的化合物的气味保留率表示为它们在风味剂粉末中的初始量的百分比。[0048]实例2:在大米蛋白中包封番茄风味剂[0049]使用大米蛋白与低分子量碳水化合物的组合包封番茄风味剂。在此实例中,将两种菊粉(衍生自蓝色龙舌兰草和菊苣根)的共混物连同大米蛋白一起用作基质材料,以提高包封效率。用表1中列出的材料制备番茄风味剂浆料。首先将基质材料溶解在水中以形成水溶液,然后冷却至大约15℃。使用silverson高剪切混合物以6000rpm将番茄风味剂混合到水溶液中持续5分钟。然后使用silversonverso内嵌式转子-定子混合器以2500rpm和1kg/min的循环率,将风味剂浆料均质化。随后使用安装有离心雾化器的中试规模的anhydromicrasprayms-400喷雾干燥器,将风味剂浆料喷雾干燥。进口温度是大约95℃,并且出口温度是大约55℃。将流速保持在约50ml/分钟。[0050]表1[0051]材料克大米蛋白600蓝色龙舌兰草菊粉3986菊苣根菊粉1340番茄风味剂73.2水4000[0052]表2总结了包封番茄风味剂的粉末的物理化学特性。[0053]表2[0054][0055]番茄风味剂微胶囊示出包封效率为88%,表面油量非常低(痕量),这表明大米蛋白与菊粉的组合能够生产具有强包封效率的包封番茄风味剂的粉末。除了总包封效率外,风味剂中存在的单独的风味化合物的挥发性保留是喷雾干燥工艺后风味剂特征的重要指标。因此,测量了番茄风味剂的主要风味化合物(表3)。[0056]表3[0057][0058][0059]总体上,大多数风味化合物在喷雾干燥工艺后示出很强的保留率(表3)。番茄风味剂中挥发性最强的化合物二甲硫醚,分子量为62.13g/mol,蒸气压为402mmhg,也示出较强的保留率(71.6%)。在所有化合物中,(e)-2-己烯醛示出最低的保留率,为32.6%。此结果与先前报道的(e)-2-己烯醛的损失一致,这主要是由于其相对较小的分子大小(98.14g/mol)和较高的蒸气压(4.72mmhg)(bangs和reineccius(1981)j.foodsci.[食品科学杂志]47:254-259)。[0060]实例3:在大米蛋白中包封罗勒风味剂[0061]使用大米蛋白与菊粉的组合(表4)包封罗勒风味剂。通过将基质材料溶解在水中然后冷却至15℃来制备风味剂浆料。使用silverson高剪切混合物以6000rpm将罗勒风味剂混合到含有基质材料的水溶液中持续5分钟。然后使用silversonverso内嵌式转子-定子混合器以2500rpm和1kg/分钟的循环率,将风味剂浆料均质化。然后使用安装有离心雾化器的中试规模的anhydromicrasprayms-400喷雾干燥器,将风味剂浆料干燥。进口温度是大约95℃,并且出口温度是大约55℃。将流速保持在50ml/分钟。[0062]表4[0063][0064][0065]表5中总结了包封罗勒风味剂的粉末的物理化学特性。[0066]表5[0067]风味剂乳液平均液滴尺寸14μm风味剂乳液黏度886cps微胶囊平均粒度51μm微胶囊水活度0.173微胶囊游离油痕量包封效率85.1%[0068]包封罗勒风味剂的粉末示出包封效率为85.1%且检测不到表面油,这表明大米蛋白可以有效地包封和保护喷雾干燥粉末形式的高载量的罗勒风味剂。此外,表6示出了罗勒风味剂中主要风味化合物的挥发性保留率。如报道,在喷雾干燥工艺后,所有化合物都示出超过80%的强保留率。[0069]表6[0070]化合物保留率(%)桉树脑83.2芳樟醇85.8丁香油酚88.8t-杜松醇85.8[0071]实例4:在大米蛋白中包封热反应风味剂[0072]大米蛋白被用作鸡肉热反应风味剂喷雾干燥应用的天然载体。用表7中列出的材料制备风味剂乳液。首先将基质材料溶解在水中,然后将浆料加热至50℃-55℃。随后使用silverson高剪切混合物以6000rpm将热反应风味剂混合到水溶液中持续5分钟。在将温度保持在50℃-55℃的同时,使用silversonverso内嵌式转子-定子混合器以2500rpm和1kg/分钟的循环率均质化风味剂浆料。然后使用中试规模的anhydromicrasprayms-400喷雾干燥器,将风味剂浆料喷雾干燥。进口温度是大约190℃,并且出口温度是大约90℃。[0073]表7[0074]材料克大米蛋白200盐500菊苣根菊粉300鸡肉热反应风味剂1600水2400[0075]表8总结了鸡肉热反应干燥粉末的物理化学特性。[0076]表8[0077]风味剂乳液平均液滴尺寸《10μm风味剂乳液黏度180cps微胶囊平均粒度51.7μm微胶囊水活度0.034[0078]本文在实例2-4中描述的产品是高度水可分散的并且适合用于各种食品应用的自由流动的粉末。总体上,风味剂油回收率和包封效率高,具有较低的或无法检测的表面油。经测试,所有生产的风味剂粉末的保质期是至少18个月。风味剂粉末的感官评估是使用经过培训的小组进行的,并且风味剂粉末还示出提供了非常强烈的和期望的风味剂特征,没有明显的异味或不利的味道。[0079]实例5:在蚕豆蛋白中包封热反应风味剂[0080]使用蚕豆蛋白连同盐以及菊苣根菊粉的组合作为天然载体,使用喷雾干燥工艺,将糊状热反应风味剂转化为自由流动的粉末。从表9中列出的材料制备风味剂进料浆料。首先将鸡肉热反应风味剂用水稀释以制备风味剂浆料。随后使用顶置式混合器将干燥成分溶解到风味剂浆料中。将浆料加热至50℃-55℃以确保热反应风味剂中存在的所有油脂完全融化。然后使用silverson高剪切混合物以6000rpm对混合物进行高剪切混合持续5分钟,随后使用silversonverso内嵌式转子-定子混合器以2500rpm和1kg/分钟的循环率进行均质化。然后使用安装有离心雾化器的中试规模的anhydromicrasprayms-400喷雾干燥器,将风味剂浆料喷雾干燥,进口温度190℃,出口温度90℃。[0081]表9[0082]材料克蚕豆蛋白200盐500菊苣根菊粉300鸡肉热反应风味剂1600水2400[0083]表10中总结了喷雾干燥的鸡肉风味剂的物理化学特性。使用蚕豆蛋白连同菊苣根菊粉和盐制备的风味剂粉末可以良好地加工,没有工艺问题,并且示出在喷雾干燥工艺的有利范围内的参数。[0084]表10[0085]风味剂乳液平均液滴尺寸《10μm风味剂乳液黏度23cps微胶囊平均粒度20.8μm微胶囊水活度0.094[0086]实例6.在向日葵蛋白中包封热反应风味剂[0087]使用向日葵蛋白、盐和菊苣根菊粉的组合作为天然载体来喷雾干燥煮鸡肉的热反应风味剂(表11)。在此实例中使用的鸡肉热反应风味剂含有大约30%的水并且具有糊状的质地。首先将风味剂用水稀释以制备风味剂浆料。随后使用顶置式混合器将干燥的基质材料溶解到风味剂浆料中。将浆料加热至50℃-55℃以确保热反应风味剂中存在的所有油脂完全融化。然后使用silverson高剪切混合物以6000rpm对混合物进行高剪切混合持续5分钟。在将温度保持在50℃-55℃的同时,使用silversonverso内嵌式转子-定子混合器以2500rpm和1kg/分钟的循环率均质化风味剂浆料。然后使用安装有离心雾化器的中试规模的anhydromicrasprayms-400喷雾干燥器,将风味剂浆料喷雾干燥。进口温度是大约190℃,并且出口温度是大约90℃。[0088]表11[0089]材料克向日葵蛋白200盐500菊苣根菊粉300鸡肉热反应风味剂1600水2400[0090]表12总结了鸡肉热反应喷雾干燥的粉末的物理化学特性。使用向日葵蛋白、盐和菊苣根的组合制备的风味剂粉末含有大约50%的风味剂(以干基计)。[0091]表12[0092]风味剂乳液平均液滴尺寸《10μm风味剂乳液黏度37cps微胶囊平均粒度38.9μm微胶囊水活度0.143当前第1页12当前第1页12
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