專(zhuān)利名稱(chēng)：水溶性酯化水解膠體的制作方法
背景技術(shù)：
Caldwell等在美國(guó)專(zhuān)利2,661,349中公開(kāi)了淀粉或纖維素與特別是、烷基和烯基取代的二羧酸酐的水可分散性反應(yīng)產(chǎn)物。具體地，淀粉與辛烯基丁二酸酐(OSAn)反應(yīng)的產(chǎn)物現(xiàn)在已經(jīng)是工業(yè)化產(chǎn)品，下文中稱(chēng)為“OSAn-starch”。雖然淀粉本身沒(méi)有乳化的性質(zhì)，但辛烯基丁二酸化的淀粉的特點(diǎn)在于其既有親水性基團(tuán)又有憎水性基團(tuán)，而且的確提供了乳化性質(zhì)。Caldwell法的各種改進(jìn)方法已經(jīng)被描述出來(lái)，如Richards在美國(guó)專(zhuān)利4,035,235中，Billman在美國(guó)專(zhuān)利5,672,699中，Maliczyszyn等在美國(guó)專(zhuān)利6,037,466中，Harris等在美國(guó)專(zhuān)利5,997,348中公開(kāi)了在粘滯液體如超臨界二氧化碳中酯化各種多糖的方法。Harris等列出了淀粉、樹(shù)膠、纖維素、糊精、肝糖、半纖維素、右旋糖苷、菊粉和樹(shù)脂(瓊脂、阿拉伯膠、刺梧桐樹(shù)膠、黃蓍膠、果膠、角叉菜膠、藻酸鹽、羅望子膠、黃原膠、魔芋膠、果阿膠、阿拉伯膠(也就是阿拉伯樹(shù)膠)和槐豆(或角豆)膠)作為可能進(jìn)行處理的“基質(zhì)”。Harris說(shuō)象果阿膠這樣的“基質(zhì)”不能有效地進(jìn)行改性，因?yàn)樗鼈冊(cè)谌苡谒蛴袡C(jī)溶劑時(shí)，太粘而不能在含有大于約1重量％固體的溶液中進(jìn)行加工。Nakajima在美國(guó)專(zhuān)利5,580,553中公開(kāi)了糖類(lèi)(單糖，二糖和寡糖)與每100重量份糖中至少30重量份的烯基丁二酸酐和至多150重量份的酸酐反應(yīng)得到了表面活性劑，能在化妝品應(yīng)用中提供想要的發(fā)泡性質(zhì)。
OSAn-starch被用作水包油型乳液的乳化劑，用于如面包房、飲料和色拉味調(diào)料中。典型地，它的應(yīng)用被限于增重型乳液。增重型乳液是向其油相中加入了增重劑如松香酸甘油酯，溴化植物油和蔗糖醋酸酯異丁酸酯(SAIB)的乳化劑。增重劑降低了油相(密度小)和水相(密度大)間的密度差異，因而減少了沉降速率。許多飲料是將濃縮香精油乳液用水、甜味劑和可溶性添加劑如檸檬酸進(jìn)行稀釋?zhuān)缓筇妓峄瑥亩玫匠吻宓娘嬃?。?dāng)要求或期望最終的飲料是不透明的時(shí)，可用增重劑。雖然對(duì)于天然不透明的飲料如橙汁這是合適的，但對(duì)于意圖使其澄清的飲料則不太合適。對(duì)于這種澄清飲料，OSAn-starch可能不能提供為穩(wěn)定的不增重香料乳液，從而導(dǎo)致一定程度相分離，如在液體表面形成不令人滿(mǎn)意的的油圈。典型地，在這些情況下，乳化級(jí)別的阿拉伯膠(來(lái)自Acacia senegal及其相關(guān)種類(lèi))被用作乳化劑。乳化級(jí)別的阿拉伯膠很昂貴，其應(yīng)用是季節(jié)性的，而且其應(yīng)用受限于美國(guó)貿(mào)易制裁、禁令和禁運(yùn)條例。另外，一些玉米淀粉生產(chǎn)商不能保證他們的產(chǎn)品不是來(lái)自基因改造過(guò)的有機(jī)體(GMO)，對(duì)于要求產(chǎn)品是“無(wú)GMO”的消費(fèi)者產(chǎn)生一個(gè)市場(chǎng)難題。
這樣就期望使不基于玉米淀粉或其衍生物的多糖或水解膠體乳化劑在有無(wú)增重劑的情況下都有效，并且不存在供應(yīng)問(wèn)題和乳化級(jí)別的阿拉伯膠的成本問(wèn)題。本發(fā)明提供了一類(lèi)這樣的產(chǎn)品。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明提供了能夠滿(mǎn)足上文中提到的需求的乳化劑。
具體地，本發(fā)明提供了一種乳化劑，包含至少一種在20℃，10％的水溶液中粘度為2-500cP的水解膠體和基于該水解膠體為2-15重量％的選自烷基或烯基取代的二羧酸酐的至少一種二羧酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物。該乳化劑優(yōu)選進(jìn)一步包含高達(dá)95％的至少一種糖類(lèi)填充劑，以全部固體的重量計(jì)。本發(fā)明還提供了基于這些乳化劑的水包油型乳液。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及新型組合物，所述組合物包含烷基和烯基取代的二羧酸酐和至少一種低粘度水解膠體(下文中稱(chēng)為A類(lèi))的反應(yīng)產(chǎn)物。該水解膠體可進(jìn)一步包含高達(dá)95％的糖類(lèi)填充劑(下文中稱(chēng)為B類(lèi))，以全部固體的重量計(jì)。本發(fā)明還涉及包含1-60重量％的至少一種油、0.5-30重量％的至少一種如上所述的乳化劑和水的水包油型乳液。
優(yōu)選可用于本發(fā)明的烷基和烯基取代的二羧酸酐包括下式I代表的二羧酸酐。
式1 其中，R1是直鏈或支鏈的烷基，或有3-18個(gè)，優(yōu)選6-10個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或乙烯型不飽和基團(tuán)取代的直鏈或支鏈烷基。R2是有2-3個(gè)，優(yōu)選2個(gè)碳原子的二價(jià)飽和或不飽和基團(tuán)。R1可包含一個(gè)以上乙烯型不飽和基團(tuán)。最優(yōu)選辛烯基丁二酸酐，這是由于它的易獲得性。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，辛烯基丁二酸酐(下文中簡(jiǎn)寫(xiě)為“OSAn”)將被用于代表式I表示的典型酸酐。基于水解膠體或水解膠體和填充劑溶液中的固含量，OSAn的用量大約為2-15％，優(yōu)選為約10％。
A類(lèi)和B類(lèi)的水解膠體一般也稱(chēng)為水溶膠，其是天然或水解過(guò)的水解膠體，它分散在水中所得溶液在20℃，10％水溶液中的粘度為2-500cP(0.002-0.5Pa-s)，優(yōu)選在10％濃度下的粘度為2-250cP(0.002-0.25Pa-s)，最優(yōu)選在10％濃度下的粘度為2-100cP(0.002-0.1Pa-s)。雖然某些天然水解膠體如非乳化的阿拉伯膠(來(lái)自Acacia seyal及其相關(guān)物種)和菊粉提供了相當(dāng)?shù)偷恼扯?，但其他的水解膠體如瓜耳膠需要進(jìn)行部分水解以將它們的溶液粘度降到這樣低的值。降低水解膠體的粘度可通過(guò)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員熟知的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些方法包括酶促水解、酸或堿水解，或γ射線輻射等。這種預(yù)先水解的程度足以提供一種在水中的粘度在指定范圍內(nèi)的水解過(guò)的水解膠體。
加入糖類(lèi)填充劑來(lái)提高水解膠體水溶液的固含量，而不是粘度，因此保持了最終乳液的操作和混合特性。填充劑可選自很寬范圍的材料，包括如，水解多糖、寡糖或單糖。優(yōu)選糊精(定義為水解淀粉)和右旋糖(葡萄糖)，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀椎玫?，無(wú)色，口味或淡或無(wú)味。糊精可從任何淀粉源制備，包括但不限于玉米、馬鈴薯和木薯。如果考慮玉米會(huì)被GMO污染，可能會(huì)想要除玉米以外的其他淀粉源。不同寡糖長(zhǎng)度的糊精通過(guò)葡萄糖當(dāng)量值(DE)來(lái)描述，通過(guò)測(cè)定糊精對(duì)葡萄糖的還原百分?jǐn)?shù)來(lái)得到。這樣，糊精的DE值為100，而淀粉本身的DE值為0。優(yōu)選DE值大于或等于10的糊精。DE值小于5的糊精在水中溶解度有限，容易導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)不希望有的混濁。加入填充劑的量足以在與OSAn反應(yīng)前，提高水解膠體水溶液的固含量達(dá)到5-70重量％，優(yōu)選為約10-40重量％，最優(yōu)選約為15-25重量％。在用OSAn處理前，底物中粘度和固含量組合通常通過(guò)使水解膠體和填充劑的比例為約1∶0到5∶95來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)想要粉末狀產(chǎn)品時(shí)，更高的固體比使得產(chǎn)品干燥得更快。對(duì)調(diào)味乳液，優(yōu)選OSAn的最低濃度為5％以穩(wěn)定該乳液。在這樣的濃度下，乳化劑在油滴周?chē)纬梢粚幽?，防止聚結(jié)。在其它應(yīng)用如沙拉調(diào)味劑中，更低的乳化劑濃度也有效。然而，用OSAn處理水解膠體或水解膠體和填充劑的更濃的溶液，下文中指代為“碳水化合物底物”，則更有效。OSAn反應(yīng)涉及碳水化合物底物中的水解膠體和填充劑組分。產(chǎn)物可在隨后的配方中進(jìn)行稀釋。表I中所列出的水解膠體代表了可能在本發(fā)明中用到的水解膠體。其它天然或合成的水解膠體也可能在實(shí)施本發(fā)明時(shí)用到。
表1.水解膠體，來(lái)源和水解要求
OSAn反應(yīng)可以，并且通常在室溫下進(jìn)行，盡管約0-100℃范圍內(nèi)的溫度都可以使用。優(yōu)選的溫度為約10-80℃，最優(yōu)選的溫度為約20-30℃。已知更高的溫度會(huì)破壞樹(shù)膠的蛋白質(zhì)含量，樹(shù)膠如阿拉伯膠、瓜耳膠和角豆膠，這樣的破壞應(yīng)該特別加以避免。OSAn在約10℃時(shí)凝固，并被攪入水溶液中形成乳液，該乳液與分散或溶解在水相中的碳水化合物底物發(fā)生反應(yīng)。因此從約0℃到至少10℃的溫度可要求OSAn在10℃以上預(yù)乳化。碳水化合物底物可被分散或溶解在水中，以形成包含所想要固含量的水相。在劇烈攪拌下加入OSAn，保持?jǐn)嚢柚钡絆SAn基本完全反應(yīng)。在20℃通常要4-10小時(shí)。OSAn反應(yīng)完后，反應(yīng)物成為均相，在停止攪拌后也不會(huì)發(fā)生相分離。反應(yīng)時(shí)間取決于反應(yīng)溫度。產(chǎn)物可用任何方便的方法分離，包括但不限于醇沉積或任何脫水法如蒸餾、噴霧干燥或轉(zhuǎn)鼓式干燥。含水反應(yīng)產(chǎn)物可濃縮、直接使用或稀釋后使用，這取決于最后應(yīng)用時(shí)的要求。
本發(fā)明中用OSAn處理的水解膠體，尤其是OSAn處理過(guò)的水解膠體和填充劑的混合物(二者在下文中都稱(chēng)作“OSAn-水解膠體”)提供了有價(jià)值的優(yōu)點(diǎn)。OSAn-水解膠體在食品中的應(yīng)用服從于現(xiàn)存和將來(lái)的食品管理?xiàng)l例。OSAn-水解膠體是很有用的乳化劑，既可被用于增重乳液中，又可被用于要求澄清度的不增重乳液中。
哺乳動(dòng)物的消化酶不會(huì)降解水解膠體的骨架，據(jù)此，OSAn-水解膠體代表了可溶性食物纖維的一種期望來(lái)源。OSAn-水解膠體與水解膠體母體都能夠模擬高脂肪配方的質(zhì)地，因此可以作為部分脂肪代替品用于脂肪減少的配方。雖然母體水解膠體在性質(zhì)主要為親水性，但用OSAn處理則賦予分子內(nèi)憎水性或親脂性，提供了改進(jìn)的親水親脂平衡。用OSAn處理允許使用所謂的“非乳化阿拉伯膠”來(lái)代替“乳化阿拉伯膠”。如上所示，非乳化的各類(lèi)膠更便宜，來(lái)源更廣泛并且季節(jié)性更小，可取自范圍很廣的來(lái)源，消除了與美國(guó)貿(mào)易制裁、禁令和禁運(yùn)相關(guān)的問(wèn)題。由非乳化阿拉伯膠制備的OSAn-阿拉伯膠作為乳化劑明顯地比乳化阿拉伯膠本身更有效。如用5％的OSAn處理的非乳化阿拉伯膠，10％的油和85％的水可形成穩(wěn)定的乳液。用乳化的阿拉伯膠制備穩(wěn)定的乳液需要至少15％阿拉伯膠，10％油，和水。(參見(jiàn)實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例B1和B2)。
某些水解膠體，如阿拉伯膠和瓜耳膠，已知在其多糖骨架上有更多的分支，這是一種能夠保護(hù)乳液中的香料不被氧化的性質(zhì)，否則當(dāng)香料乳液進(jìn)行噴霧干燥時(shí)就可能發(fā)生氧化。一個(gè)例子就是在噴霧干燥檸檬油精時(shí)可抑制檸檬油環(huán)氧化物的形成(見(jiàn)Reineccius，Ward，Whorton，&Andon，Developments in gum acacia for Encapsulationof Flavors，Am.Chem.Soc.Symp.Ser.590161-168(1995))。
某些水解膠體，如阿拉伯膠，黃原膠，藻酸鹽，和羧甲基纖維素(CMC)鈉，在多糖骨架上包含有陰離子基團(tuán)。陰離子基團(tuán)互相排斥，防止油滴聚集，用OSAn處理時(shí)加入的陰離子補(bǔ)充了這種作用，這樣進(jìn)一步增強(qiáng)了本發(fā)明中用OSAn處理的水解膠體的乳化特性。
本發(fā)明的OSAn-水解膠體可被本領(lǐng)域中的技術(shù)人員采用熟知的方法用作乳化劑。例如，OSAn-水解膠體可在期望的濃度下被分散在水中，如濃度為5％，劇烈攪拌下(例如，在Ross混合器中)加入油，以形成粗的水包油型乳液。然后采用傳統(tǒng)的技術(shù)將混合物通過(guò)均化器或膠體磨來(lái)降低粗乳液中顆粒的尺寸。另外的顆粒成分，如在沙拉調(diào)味乳液中，可用傳統(tǒng)的技術(shù)在均化后加入。
對(duì)稀釋乳液的傳統(tǒng)庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器分析提供了微分計(jì)數(shù)對(duì)顆粒尺寸的分布圖。該分析可以依據(jù)如下方法進(jìn)行，如在Ward，Cell andDevelopmenta Biology of Arabinogalactan-Proteins，Nothnagel等，Ed.2000，Kluwer Academic/Plenum Publishers中描述的方法。從該分析中，可選出兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為乳化穩(wěn)定性的客觀指標(biāo)。這些指標(biāo)為(i)直徑小于2μm的乳液顆粒的百分比和(ii)乳液的中值顆粒尺寸。小于2μm的乳液顆粒的百分比越大和中值顆粒尺寸越小都與乳液穩(wěn)定性密切相關(guān)。對(duì)于本發(fā)明中的OSAn處理的水解膠體，優(yōu)選顆粒尺寸小于2μm的顆粒百分比至少為60％，而中值顆粒尺寸為2μm或更小。其他的乳液穩(wěn)定性測(cè)試如飲料工業(yè)中的“圈測(cè)試”和在40℃的烤箱加速儲(chǔ)存期研究得出了與庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器一致的結(jié)果。
用本發(fā)明的OSAn-水解膠體組合物制備的水包油型乳液優(yōu)選包含約1-60重量％的油，約0.5-30重量％的OSAn-水解膠體和水。典型地，乳液在工業(yè)的許多應(yīng)用中還包括隨后進(jìn)行稀釋。
所用OSAn的量低于要求完全酯化碳水化合物底物混合物中羥基的量。這樣，原有水解膠體的許多特性大多未改變，但都改進(jìn)了乳化性質(zhì)。OSAn處理的水解膠體因而也可用作懸浮劑，水結(jié)合劑，和水溶性脂肪替代品。
本發(fā)明的OSAn-水解膠體提供了有價(jià)值的特性。本發(fā)明的實(shí)施由以下的實(shí)施例進(jìn)一步舉例闡明，這些實(shí)施例意圖說(shuō)明而不是限制本發(fā)明。商標(biāo)以上標(biāo)表示。
實(shí)施例實(shí)施例1用OSAn處理的非乳化的阿拉伯膠及對(duì)其作為乳化劑的評(píng)價(jià)(a)用OSAn處理向裝有水(300ml)和無(wú)水碳酸鈉(2g，溶液的pH值約為8)，并裝有用于劇烈攪拌的磁力攪拌設(shè)備的500ml燒杯中加入40g ARABICFT(一種非乳化阿拉伯膠，由TIC Gums，Inc.Belcamp MD提供)。蓋住燒杯，劇烈攪拌該混合物。加入水，使反應(yīng)液重量達(dá)到400g。在室溫(20-25℃)下，將相當(dāng)于溶解的水解膠體10重量％的OSAn(4ml，來(lái)自Milliken&Company(Spartansbrug NC)用移液管加入反應(yīng)液漩渦中。OSAn的比重為1.00。在室溫下將反應(yīng)液攪拌過(guò)夜(12-16hr)。加入少量6N的鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH到7.0。如果需要，在這個(gè)階段即可將產(chǎn)品分離出來(lái)。
(b)作為乳化劑的評(píng)價(jià)將按上述方法制備的辛烯基丁二酸化樹(shù)膠溶液置于燒杯中，用340ml水稀釋?zhuān)瑪嚢?0分鐘。向攪拌著的膠體溶液的漩渦中緩慢加入40g巴西橙子油(Hagelin&Co.，Branchburg NJ)并在羅斯攪拌器(Charles Ross&Son Co.，Hauppauge NY)中混合10分鐘，得到一種粗乳液。將這種粗乳液在均化器(Armfield，Ltd.，Ringwood，Ham-Pghire，England)中均化兩次，得到了最終的濃的香料乳液。該乳液包含5％乳化劑和10％油。在一天和七天的儲(chǔ)存后，在一個(gè)容量瓶中將一部分乳液(1ml)稀釋至1L。用庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器(Elzone Model，Particle Data Inc.，Elmhurst IL)分析稀釋乳液樣品中顆粒尺寸的分布。由庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器的結(jié)果，表2給出了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即直徑小于2μm的顆粒百分比和中值顆粒尺寸。室溫下七天后的結(jié)果見(jiàn)表2A。
實(shí)施例2混合的水解瓜耳膠和非乳化的阿拉伯膠的辛烯基丁二酸化(a)水解瓜耳膠的制備將瓜耳膠(1500gGuar8/22，來(lái)自Cyamopsis tetragononolobus籽的半乳化甘露聚糖，相當(dāng)于MW＞350000，在1％水溶液中的粘度為3000cP，由TIC Gums，Inc.，Belcamp MD提供)緩慢加入3920g水中。將pH調(diào)至5.5，溫度調(diào)至60℃。在攪拌下加入15mLGAMANASE溶液，相當(dāng)于約15,750,000粘度半纖維素酶單位(VHCU)，在60℃使水解膠體水解直到粘度降低到～85Cp(0.085Pa-s，10％水溶液，相當(dāng)于MW＜～30,000)。GAMANASE是一種半乳甘露聚糖酶，由Novo NordiskBiochem，North American，Inc.，F(xiàn)ranklinton NC提供。將溶液加熱至80℃約1-3小時(shí)以使酶失活，然后將溶液蒸發(fā)至36°白利。將水解產(chǎn)物在105℃于對(duì)流烤爐中干燥。也可用其他水解的方法代替，如用堿、酸、或γ射線照射。水解產(chǎn)物也可不經(jīng)干燥以溶液的形式使用。
(b)混合的水解瓜耳膠和非乳化的阿拉伯膠的辛烯基丁二酸化用步驟1的方法，向300g水和2g無(wú)水碳酸鈉的溶液中加入40g干燥的水解瓜耳膠(如上述方法制備)和40gARABIC FT。將反應(yīng)液稀釋至重量為400g，混合30分鐘。在室溫下(20-25℃)加入辛烯基丁二酸酐(8ml)。在室溫下將反應(yīng)液攪拌過(guò)夜(12-16hr)后，加入少量6N的鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH到7.0。在這個(gè)階段任選將產(chǎn)品分離出來(lái)。如實(shí)施例1(b)測(cè)量其乳化性質(zhì)；結(jié)果見(jiàn)表2A。
實(shí)施例3-10其它碳水化合物底物混合物的辛烯基丁二酸化依據(jù)實(shí)施例1(單一碳水化合物底物)或?qū)嵤├?(一種以上的碳水化合物底物組分)描述的方法制備另外的組合物。如實(shí)施例1(b)測(cè)量其乳化性質(zhì)；結(jié)果見(jiàn)表2A。
實(shí)施例7a和7b其他水解膠體的制備
*實(shí)施例7a通過(guò)將GUAR8/22暴露于足夠劑量的60Coγ射線以使其粘度降低至表中所示的值。
對(duì)比實(shí)施例A-G未經(jīng)辛烯基丁二酸化的水解膠體的對(duì)照乳化測(cè)試依據(jù)實(shí)施例1(b)的方法完成了乳化測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2B。
對(duì)比實(shí)施例H-N低酯化水平的水解膠體和粘度更高的水解膠體的辛烯基丁二酸化依據(jù)實(shí)施例1的一般方法完成了各種水解膠體的辛烯基丁二酸化和乳化測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2B。
表2A用OSAn處理的其他的碳水化合物底物的實(shí)施例及其作為乳化劑的性能
表2B對(duì)比實(shí)施例
(a)實(shí)施例#后的字母注明了水解膠體的類(lèi)別(詳見(jiàn)上文)。
(b)ARABIC FT(實(shí)施例1，2a，4，A和H)是非乳化的阿拉伯膠，在10％溶液中的粘度＝8cP(0.008Pa-s)。
GUAR HLV(實(shí)施例2a，5，6，D和I)是如實(shí)施例2方法水解的瓜耳膠，在10％溶液中的粘度＝80cP(0.08Pa-s)。
GUAR IR(實(shí)施例4，7，E和J)是60Coγ射線照射部分水解的瓜耳膠，在1％溶液中的粘度＝80-90cP(0.08-0.09Pa-s)。
GUAR Bland(實(shí)施例M)是未經(jīng)水解的，脫臭的高粘度瓜耳膠，在1％溶液中的粘度＝3000-3800cP(3-3.8Pa-s)。
CMC 15(實(shí)施例10和F)是低粘度的羧甲基纖維素鈉，在1％溶液中的粘度＝80-100cP(0.08-0.1Pa-s)。
GUAR 8/22(實(shí)施例K)是從瓜耳籽萃取(未水解)的瓜耳膠，在1％溶液中的粘度＝4400-5000cP(4.4-5Pa-s)。
阿拉伯半乳糖(實(shí)施例3)是來(lái)自larix sp.的水解膠體，在25％溶液中的粘度＝6-10cP(0.006-0.01Pa-s)。
菊粉(實(shí)施例8和C)是從菊苣根得到的果寡糖，在10％溶液中的粘度＝4.0cP(0.004Pa-s)。
黃原膠(實(shí)施例L和M)是Xanthomonas campestris的生物合成產(chǎn)物，在1％溶液中的粘度＝1000-2000cP(1-2Pa-s)。
聚葡萄糖(實(shí)施例9)是葡萄糖和結(jié)合的山梨醇以及檸檬酸的無(wú)規(guī)鍵合的縮合聚合物，在5％溶液中的粘度＝35cP(0.035Pa-s)，可由Cultor Food Science，Schaumbrug，Illinois提供。
除聚葡萄糖外腳注(a)中列出的所有樹(shù)膠都來(lái)自TIC Gums，Bekcamp MD。
(c)基于在加入OSAn前水中水解膠體和填充劑的組合量。在加入OSAn前按占全部溶液或懸浮液的0.5％加入碳酸鈉(相當(dāng)于在400g水解膠體和填充劑的溶液或懸浮液中有2g)。
(d)當(dāng)乳液“破乳”時(shí)，庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器測(cè)量法有時(shí)可取消。
(e)“破乳”表示乳液發(fā)生了可見(jiàn)的相分離，可以取消對(duì)顆粒尺寸的測(cè)量。
(f)乳液類(lèi)型，U未增重，W增重(詳見(jiàn)上文)。
(g)ARABIC SPRAY DRY(實(shí)施例B1和B2)是一種乳化級(jí)別的阿拉伯膠(阿拉伯膠樹(shù)，見(jiàn)上文)，在10％溶液中的粘度＝13cP(0.013Pa-s)，以5％濃度的溶液使用，如在實(shí)施例1(b)所述的。
(h)如腳注(g)的ARABIC SPRAY DRY，只是它以15％的濃度使用，也就是，60g對(duì)實(shí)施例1(b)的20g。
(i)CMC/糊精(實(shí)施例10和F)，在10％溶液中的粘度＝90cP(0.09Pa-s)。
(j)黃原膠/葡萄糖(實(shí)施例L)，在10％溶液中的粘度＝320cP(0.32Pa-s)。
(k)黃原膠/瓜耳膠/葡萄糖(實(shí)施例M)，在10％溶液中的粘度＝516cP(0.516Pa-s)。
(l)糊精(實(shí)施例G和N)，在10％溶液中的粘度＝5cP(0.005Pa-s)。
表2顯示本發(fā)明的實(shí)施例1-10能用作乳化劑，而未經(jīng)OSAn處理的對(duì)比實(shí)施例A和C-G不在所測(cè)試的條件下。對(duì)比實(shí)施例H和I經(jīng)過(guò)低含量的OSAn處理，由于大的顆粒尺寸分布和分層，不能生成所示的穩(wěn)定膠體。對(duì)比實(shí)施例J-N經(jīng)OSAn處理，在有無(wú)填充劑時(shí)都顯示出高粘度，不能產(chǎn)生用于飲料乳液所想要的乳化特性。實(shí)施例1的用OSAn處理的非乳化阿拉伯膠在5％膠含量下就是有效的乳化劑。相比而言，對(duì)比實(shí)施例B的乳化阿拉伯膠在5％濃度顯示出明顯更低的乳化能力(詳見(jiàn)上文)。
權(quán)利要求
1.一種乳化劑，其包含至少一種水解膠體和基于該水解膠體為約2-15重量％的至少一種二羧酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物，水解膠體在20℃，10％水溶液中的粘度為2-500cP，而二羧酸酐選自烷基和烯基取代的二羧酸酐。
2.權(quán)利要求1的乳化劑，其中酸酐是下列通式所示的至少一種化合物 其中，R1是有3-18個(gè)碳原子的烷基或乙烯型不飽和的烷基；R2是有2-3個(gè)碳原子的二價(jià)基團(tuán)。
3.權(quán)利要求2的乳化劑，其中R1有6-10個(gè)碳原子。
4.權(quán)利要求2的乳化劑，其中R2有2個(gè)碳原子。
5.權(quán)利要求2的乳化劑，其中酸酐主要由辛烯基丁二酸酐組成。
6.權(quán)利要求1的乳化劑，其中至少一種水解膠體包含按水解膠體重量計(jì)各自為至少約10％的阿拉伯膠和瓜耳膠。
7.權(quán)利要求1的乳化劑，其中至少一種水解膠體在20℃，10％水溶液中的粘度為2-250cP。
8.權(quán)利要求1的乳化劑，其中至少一種水解膠體在20℃，10％水溶液中的粘度為2-100cP。
9.權(quán)利要求1的乳化劑，其中水解膠體進(jìn)一步還包含按所有固體計(jì)為至多約95％的至少一種碳水化合物填充劑。
10.權(quán)利要求9的乳化劑，其中填充劑選自水解多糖、寡糖和單糖中的至少一種。
11.權(quán)利要求10的乳化劑，其中填充劑主要由至少一種糊精組成。
12.權(quán)利要求10的乳化劑，其中填充劑主要由葡萄糖組成。
13.權(quán)利要求10的乳化劑，其中填充劑按乳化劑固體重量計(jì)占至多95％。
14.一種制備乳化劑的方法，包括在反應(yīng)條件下使下列物質(zhì)接觸a)至少一種在20℃，10％水溶液中的粘度為2-500cP的水解膠體，b)基于上述水解膠體為約2-15重量％的至少一種二羧酸酐，該二羧酸酐選自烷基和烯基取代的二羧酸酐。
15.一種制備水包油型乳液的方法，包括將水和至少一種權(quán)利要求1的乳化劑混合，然后與油混合。
16.一種水包油型乳液，包含約1-60重量％的至少一種油，約0.5-30重量％的至少一種權(quán)利要求1中的乳化劑和水。
17.權(quán)利要求16的乳液，其中乳液中至少約60％的油滴的直徑小于約2μm。
全文摘要
基于水解膠體和二羧酸酐反應(yīng)產(chǎn)物的乳化劑，其在水包油型乳液的制備中尤其有用。
文檔編號(hào)A23L2/52GK1630522SQ02809023
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2002年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月5日
發(fā)明者F·M·瓦德 申請(qǐng)人:蒂克樹(shù)脂公司