專利名稱：制造含有類胡蘿卜素的粉末的工藝的制作方法
制造含有類胡蘿卜素的粉末的工藝
本發(fā)明涉及制造含有一種或多種類胡蘿卜素的粉末的工藝，另外，本 發(fā)明涉及可通過所述工藝獲得的粉末，還涉及含有所述粉末的食物組合 物，特別是速溶飲料。
類胡蘿卜素對多種食物和飲料而言是尤其有用的著色劑來源。類胡蘿 卜素包括胡蘿卜素、番茄紅素、胭脂樹橙、玉米黃素、隱黃素、角黃素、
葉黃素、/3-阿樸-8'-胡蘿卜醛、/3-阿樸-12'-胡蘿卜醛，并能夠提供范圍從黃 到紅的色素。類胡蘿卜素類的一個特別重要的成員是P-胡蘿卜素，因為/3-胡蘿卜素不僅可用作著色劑(通常顏色為黃色、橙色和特別是紅色)，而 且還提供有價值的維生素A來源。除了著色能力外，大部分其它類胡蘿卜 素還具有其它有益特性。為此，類胡蘿卜素通常被包含在食物和飲料中作 為著色劑，特別是需要或期望它們的其它有益特性(例如維生素A強化) 時。
盡管在大部分應用中，著色作用和其它有益特性都是人們想要的，但 是也存在其它一些應用，其中就終產物的期望顏色而言，類胡蘿卜素的強 烈色彩是一個問題，特別是當類胡蘿卜素的其它特性是應用焦點時。
因此，提供含有一種或多種類胡蘿卜素的下述粉末是以下發(fā)明的一個 目標，其中在一種優(yōu)選的情況下的粉末應當對終產物不具有任何顯著的著 色作用。另外，粉末應當滿足食物組合物的通常需求，例如對氧化而言是 穩(wěn)定的、隨著時間的進展在產物中均勻分布并保持均勻分布等等。
驚人地發(fā)現通過下述制造含有一種或多種類胡蘿卜素的粉末的工藝達 成了本發(fā)明的目的，所述工藝包括步驟
a) 提供多糖的水溶液；
b) 在步驟a)的溶液中形成類胡蘿卜素懸浮液；
c) 研磨步驟b)的懸浮液，直至類胡蘿卜素顆粒的平均粒徑在從約0.6 ^mi到約1.4/mi的范圍內；d)干燥步驟C)的懸浮液。
本領域技術人員沒有預見到，可通過根據本發(fā)明的工藝獲得的粉末能 夠解決上述問題。
根據本發(fā)明的工藝的步驟a)可在任何合理的溫度下進行，以確保多糖 在水中的快速溶解。為了確保多糖在合理的時間量內完全溶解，加熱至約 40到80'C是優(yōu)選的。
本文使用術語"多糖"包括金合歡膠、果膠、纖維素、纖維素衍生物 和/或改性的多糖。
本文使用術語"改性的多糖"是指在直鏈中含有親脂片段如烴片段的 多糖，所述烴片段優(yōu)選地具有5到18個碳原子的鏈長度。優(yōu)選地，改性 的多糖應是人消耗可接受的，即優(yōu)選的改性的多糖應當符合GRAS (Generally Recognized As Safe)標準或由全世界的各個管理機構批準用于 食物消耗的。 一種優(yōu)選的改性的多糖是改性的食物淀粉。
本文使用術語"改性的食物淀粉"是指由通過已知的化學方法用疏水 片段取代的淀粉制成的改性淀粉。例如，可用環(huán)狀二羧酸酐如琥珀酸酐禾口/ 或戊二酸酐處理淀粉，所述酸酐用烷基或烯基烴基取代。
本發(fā)明的一種尤其優(yōu)選的改性淀粉具有下式(I):
其中St是淀粉，R是亞烷基，R'是疏水基團。優(yōu)選地R為低級亞垸 基，例如二亞甲基或三亞甲基。R'可以是垸基或鏈烯基，優(yōu)選地具有5到 18個碳原子。式(I)的一種優(yōu)選的改性淀粉為辛烯基琥珀酸淀粉鈉(Starch Sodium Octenyl Succinate,也稱"OSA-淀粉")。本文使用術語OSA-淀 粉表示用辛烯基琥珀酸酐(OSA)處理過的任何淀粉(來自天然來源例如玉 米、小麥、木薯、馬鈴薯或是合成的)。取代程度，即相對于羥基總數的 酯化羥基數量，通常在從0.1%至1」10%的范圍內，優(yōu)選地在從0.5%至1」5%的 范圍內，更優(yōu)選地在從2%到4%的范圍內變化。OSA-淀粉可含有其它水膠體，如淀粉、麥芽糖糊精、碳水化合物、膠
質(gum)、玉米糖漿等，并可選地含有任何典型的乳化劑(作為共乳化
劑)，如脂肪酸單甘油酯和二甘油酯、脂肪酸的多甘油酯、卵磷脂、脫水 山梨醇單硬脂酸酯和植物纖維或糖。
OSA-淀粉可以商品名HiCap 100、 Capsul、 Capsul HS、 Purity Gum 2000、 UNI-PURE、 HYLON VII等從例如National Starch商業(yè)獲得；或從 Roquette Fi^res商業(yè)獲得；或以商品名C*EmCap從CereStar商業(yè)獲得；或 從Tate&Lyle商業(yè)獲得。
如果以下述方式選擇步驟a)的水溶液中水和多糖(一種或多種化合 物)的量則是有利的，所述方式使得根據本發(fā)明的步驟b)的懸浮液中多糖 的量在按重量計10%到25%的范圍內，并且所述懸浮液中水的量在按重量 計50%到70%的范圍內，優(yōu)選地在按重量計55%到65%的范圍內，所述范 圍均以懸浮液的總重為基礎。
根據本發(fā)明，如果在步驟b)中添加的類胡蘿卜素(一種或多種化合 物)的量在按重量計從2%到11%的范圍內，優(yōu)選地在按重量計從5%到 10%的范圍內，則是有利的，所述范圍均以懸浮液的總重為基礎。
在本發(fā)明的工藝的一個優(yōu)選的實施方案中，在步驟b)中還向步驟a)的 溶液中添加其它佐劑。所述其它佐劑優(yōu)選地選自下述組中的一種或多種 稀釋劑；
抗氧化劑(脂溶性或水溶性)； 甘油三酯(油和/或脂肪)；
優(yōu)選的稀釋劑可選自甘油、單糖、二糖和寡糖。根據本發(fā)明，蔗糖、 轉化糖、葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖、蔗糖、糖醇和淀粉水解產物例如 糊精和麥芽糖糊精是優(yōu)選的。麥芽糖糊精是特別優(yōu)選的。
根據本發(fā)明，如果懸浮液中稀釋劑(一種或多種化合物)的量在按重 量計從5%到20%的范圍內，優(yōu)選地在按重量計從10%到15%的范圍內則 是優(yōu)選的，所述范圍均以懸浮液的總重為基礎。
優(yōu)選的水溶性抗氧化劑是例如抗壞血酸或其鹽，優(yōu)選地為抗壞血酸 鈉。優(yōu)選的脂溶性抗氧化劑是例如生育酚(合成的或天然的)；丁基化的羥基甲苯(BHT); 丁基化的羥基茴香醚(BHA);沒食子酸丙酯；叔丁基羥 基喹啉和/或脂肪酸的抗壞血酸酯，優(yōu)選地為棕櫚酸抗壞血酸酯和/或硬脂 酸抗壞血酸酯。dl-生育酚是特別優(yōu)選的。
根據本發(fā)明，如果懸浮液中抗氧化劑(一種或多種化合物)的量在按
重量計從0.1%至1」2%的范圍內，優(yōu)選地在按重量計從0.5%到1.5%的范圍 內則是有利的，所述范圍均以懸浮液的總重為基礎。
甘油三酯優(yōu)選地選自植物油和/或脂肪，優(yōu)選地為玉米油、向日葵油、 大豆油、紅花油、油菜籽油、花生油、棕櫚油、棕櫚仁油、棉籽油和/或椰 子油，包括其分級的品質。甘油三酯可優(yōu)選地是所謂的MCT (中鏈甘油 三酯)，即中鏈脂肪酸(優(yōu)選地為具有6到12個C原子鏈長度的飽和脂 肪酸)和甘油的酯。
根據本發(fā)明，如果懸浮液中甘油三酯(一種或多種化合物)的量在按 重量計0%到5%的范圍內，優(yōu)選地在按重量計從0.2%至1」2%的范圍內則是 有利的，所述范圍均以懸浮液的總重為基礎。
研磨步驟優(yōu)選地用可商業(yè)獲得的球磨機完成。通過相互調節(jié)以下的參 數達成類胡蘿卜素顆粒的期望的平均粒徑轉速(圓周速度)、研磨機中 的平均停留時間、研磨珠的材料和大小，和研磨機的負荷。優(yōu)選低轉速 (例如從1到5m/s、優(yōu)選地從2到4 m/s的圓周速度)、在研磨機中的短 平均滯留時間(例如1到IO分鐘)、玻璃珠(例如平均直徑為0.5至lj 1.5 mm)和70%到90%的平均負荷。
優(yōu)選的研磨參數可根據研磨步驟中使用的球磨機而有所不同，但是這 可由本領域技術人員容易地調節(jié)，而無需其自身付出創(chuàng)造性勞動。
根據本發(fā)明的工藝的步驟c)可在任何合理的溫度下進行。加熱至約40 到6(TC是優(yōu)選的。
干燥步驟可用本領域技術人員已知的任何常規(guī)干燥工藝完成，優(yōu)選的 是噴霧干燥和/或粉末捕獲工藝，所述粉末捕獲工藝中噴出的懸浮液微滴被 捕獲在吸附劑床中并隨后被干燥，所述吸附劑例為如淀粉或硅酸鈣或癸酸 或碳酸鈣或其混合物。
根據本發(fā)明，如果通過干燥步驟獲得的粉末中殘余的水分含量在以粉末總重為基礎4 wt-Q/。到6 wt-o/。的范圍內則是有利的。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，步驟c)的懸浮液被噴霧干燥。在
該情況下，優(yōu)選如下選擇噴霧干燥參數
進氣口約220-180。C，特別是約20(TC; 出氣口約100-70。C，特別是約80。C。
在本發(fā)明工藝的一個優(yōu)選的實施方案中，向粉末中(即在干燥步驟期 間)添加或向在步驟d)中獲得的產物中添加一種或多種流動調節(jié)劑(也稱 作抗結塊劑，流動增強劑)。
優(yōu)選的流動調節(jié)劑是例如(親水的)煙霧硅膠(filmed silica)，例如 可以商品名AEROSIL⑧從Degussa商業(yè)獲得的煙霧硅膠。
根據本發(fā)明，如果粉末中流動調節(jié)劑(一種或多種化合物)的量在以 粉末總重為基礎按重量計0.1%到0.5%的范圍內則是有利的。
本發(fā)明還涉及通過上文所公開的本發(fā)明的工藝獲得的粉末(干燥粉 末、微珠或顆粒)。另外，本發(fā)明還涉及具有相同特性但是通過不同工藝 獲得的粉末，即可根據本發(fā)明的工藝獲得的粉末。
本發(fā)明還涉及食物組合物，特別是含有通過所述工藝獲得/可通過所述 工藝獲得的粉末的飲料。本發(fā)明的飲料可以是基本組合物，其使用時可以 或必須向其中添加水或另一液體飲料組合物(例如乳、果汁等等)。基本 組合物可以被制成在消耗前要與水或另一液體飲料組合物混合的干燥的粉 末產物(速溶飲料)，被制成必須向其中添加水或另一液體飲料組合物的 濃縮物，或被制成不需要向其中添加液體的飲料。
要被添加進食物組合物的根據本發(fā)明的粉末的量取決于所述粉末的效 能，即粉末中類胡蘿卜素的量，所述量根據本發(fā)明可在按重量計從約10% 到約20%的范圍內，優(yōu)選地在按重量計從約15%到約20%的范圍內，所述 范圍均以粉末的總重為基礎。
在澄清飲料的情況下，優(yōu)選的飲料應當具有與添加粉末前的光學透明 度無顯著差異的光學透明度，例如通過視檢不顯示顯著更混濁的飲料。
本領域技術人員未曾預見到，向水或另一液體飲料組合物(例如乳、 果汁等)添加根據本發(fā)明的粉末不會改變液體的顏色，即不會對飲料具有肉眼可見的著色作用。
包含本發(fā)明粉末的泡騰片劑也是本發(fā)明的部分。本發(fā)明的片劑也可溶 于液體中，相對于不含本發(fā)明粉末的相似泡騰片劑而言不改變顏色。
通過以下的實施例進一步闡述本發(fā)明。
實施例 實施例1
將300.0 g水加熱至80°C。添加100.0 g Capsul (OSA-淀粉)并攪拌 90分鐘。然后添加50.0 g Maltodextrin、 2.0g玉米油、4.0 g dl-a-生育酚和 36.0g/3-胡蘿卜素晶體，并攪拌30分鐘。
將低粘度粗制懸浮液轉移至商業(yè)攪動球磨機中。將溫度調節(jié)至5(TC并 進行研磨過程，直至達成0.9 pm的平均粒徑。最后在Niro霧化器中干燥 經研磨的懸浮液。進氣口 200°C，出氣口 80°C。
獲得含有17.2% (w/w) /3-胡蘿卜素的紅色粉末。色彩強度(El。/。lcm)為0。
實施例2
將300.0 g水加熱至80°C。添加100.0 g Capsul (OSA-淀粉)并攪拌 90分鐘。然后添加52.0 g Maltodextrin、 4.0 g dl-a-生育酚和36.0 g /3-胡蘿 卜素晶體，并攪拌30分鐘。
將低粘度粗制懸浮液轉移至商業(yè)攪動球磨機中。將溫度調節(jié)至5(TC并 進行研磨過程，直至達成0.6 pm的平均粒徑。最后在Niro霧化器中干燥 經研磨的懸浮液。進氣口 200°C，出氣口 80°C。
獲得含有17.8% (w/w) ^-胡蘿卜素的紅色粉末。色彩強度(El。/。lcm)為22。
權利要求
1.制造含有一種或多種類胡蘿卜素的粉末的工藝，所述工藝包括下述步驟a)提供多糖的水溶液；b)在步驟a)的所述溶液中形成類胡蘿卜素懸浮液；c)研磨步驟b)的所述懸浮液，直至類胡蘿卜素顆粒的平均粒徑在從約0.6μm到約1.4μm的范圍內；d)干燥步驟c)的所述懸浮液。
2. 根據權利要求1的工藝，特征是所述多糖選自金合歡膠、果膠、纖 維素、纖維素衍生物和/或改性的多糖。
3. 根據前述權利要求任一項的工藝，特征是所述多糖選自改性的多糖。
4. 根據前述權利要求任一項的工藝，特征是以下述方式選擇步驟a)的 所述水溶液中水和多糖(一種或多種化合物)的量，所述方式使得根據本 發(fā)明步驟b)的所述懸浮液中多糖的量在按重量計從15%到25%的范圍內， 并且所述懸浮液中水的量在按重量計從50%到70%的范圍內，所述范圍均 以所述懸浮液的總重為基礎。
5. 根據前述權利要求任一項的工藝，特征是在步驟b)中添加的類胡蘿 卜素(一種或多種化合物)的量以所述懸浮液的總重為基礎在按重量計從2%到11%的范圍內。
6. 根據前述權利要求任一項的工藝，特征是在步驟b)中向步驟a)的所 述溶液中添加其它佐劑，所述佐劑選自以下組中的一個或多個稀釋劑； 抗氧化劑(脂溶性或水溶性)；甘油三酯(油和/或脂肪)。
7. 根據前述權利要求任一項的工藝，特征是用球磨機完成所述研磨步驟。
8. 根據前述權利要求任一項的工藝，特征是所述干燥步驟是噴霧干燥 步驟。
9. 能夠通過根據前述權利要求任一項的工藝獲得的粉末。
10. 含有根據權利要求9的粉末的食物、飲料或藥物制劑。
11. 含有根據權利要求9的粉末的飲料。
12. 在消耗前要與水或另一液體飲料組合物混合的干燥粉末產品(速 溶飲料)，所述速溶飲料含有根據權利要求9的粉末。
13. 根據權利要求1到8中任一項的粉末用于制造食物、飲料或藥物 制劑的用途，所述食物、飲料或藥物制劑包括任何種類的即食食物和速溶 飲料。
全文摘要
本發(fā)明提供了含有一種或多種類胡蘿卜素的粉末的制造工藝，可通過所述工藝獲得的粉末和含有所述粉末的食物組合物。
文檔編號A23L1/0534GK101610683SQ200880005183
公開日2009年12月23日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權日2007年2月14日
發(fā)明者伯恩德·施萊格爾, 卡爾·曼弗雷德·沃勒科, 布魯諾·H·勒安伯格 申請人:帝斯曼知識產權資產管理有限公司