專利名稱：制備含脂溶性物質(zhì)的小珠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備含脂溶性物質(zhì)的小珠的方法。
按美國專利4670247，通過下列方法制備了脂溶性小珠將選自維生素A、D、E、K及其衍生物，類胡蘿卜素，多不飽和脂肪酸和調(diào)味料或香料的脂溶性物質(zhì)與水、明膠和糖乳化，再進(jìn)一步將所述乳液轉(zhuǎn)化成液滴，將液滴收集于收集粉末中而形成微粒，將該微粒與淀粉質(zhì)收集粉末分離，再熱處理生成的產(chǎn)物而形成水不溶性小珠。選定的脂溶性物質(zhì)優(yōu)選是醋酸維生素A或棕櫚酸維生素A。所述糖是還原糖并且可選自果糖、葡萄糖、乳糖、麥芽糖、木糖及其混合物。根據(jù)美國專利4670247，應(yīng)用的收集粉末是一種淀粉質(zhì)粉末。不過，還可應(yīng)用其它粉末，例如硅酸鈣(EP 0867177A)、鋁硅酸鈣、磷酸三鈣、硅酸或纖維素。熱處理導(dǎo)致明膠基質(zhì)的交聯(lián)。按常規(guī)加熱方法，該交聯(lián)步驟是通過在電爐內(nèi)預(yù)熱的不銹鋼淺盤上在約90℃(達(dá)2h)～約180℃(少于一分鐘)的溫度下加熱而進(jìn)行的。
這些通過加熱的常規(guī)交聯(lián)方法所具有的缺點(diǎn)是由于熱處理的不一致性而導(dǎo)致的交聯(lián)不均一。
此外，現(xiàn)有技術(shù)方法通常不太令人滿意，因?yàn)樵谒鼈兊牟僮髦邢奶嗄芰浚?，它們不?jīng)濟(jì)。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)通過暴露于輻射中或者通過應(yīng)用酶而進(jìn)行所述交聯(lián)步驟時(shí)，就能克服這些缺點(diǎn)。
因此，本發(fā)明提供了一種制備含脂溶性物質(zhì)的小珠的方法，該方法包括(ⅰ)形成脂溶性物質(zhì)、明膠、還原劑以及任選抗氧化劑和／或濕潤劑的含水乳液；(ⅱ)任選添加交聯(lián)酶；(ⅲ)將該乳液轉(zhuǎn)化成干粉末；(ⅳ)或者通過暴露于輻射中或者在酶存在的情況下通過保溫使涂布的微粒中的明膠基質(zhì)交聯(lián)。
本文應(yīng)用的術(shù)語“脂溶性物質(zhì)”表示選自維生素A、D、E、K及其衍生物的維生素；類胡蘿卜素，多不飽和脂肪酸和調(diào)味料或香料及其混合物。一類優(yōu)選的脂溶性物質(zhì)是維生素A及其衍生物，優(yōu)選是醋酸維生素A或棕櫚酸維生素A。合適的類胡蘿卜素例如是β-胡蘿卜素、蝦青素、阿樸胡蘿卜素醛、角黃素、阿樸酯(apoester)、柑桔皮類胡蘿卜素、玉米黃質(zhì)、葉黃素和蕃茄紅素。多不飽和脂肪酸的實(shí)例例如是亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸、十二碳五烯酸等。
本文應(yīng)用的術(shù)語“還原劑”表示還原糖或還原糖衍生物。優(yōu)選的還原糖化合物是單糖，優(yōu)選為戊糖和己糖；以及寡糖，優(yōu)選為二糖。單糖的實(shí)例是葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、塔羅糖和轉(zhuǎn)化糖(葡萄糖和果糖的混合物)作為己糖，以及阿拉伯糖、核糖和木糖(作為戊糖)，蘇糖(作為四糖)，甘油醛(作為丙糖)。寡糖的實(shí)例是乳糖、麥芽糖等。此外，高果糖玉米糖漿(果糖和葡萄糖的混合物)也可用于本發(fā)明的實(shí)施中。
本文應(yīng)用的術(shù)語“抗氧化劑”包括丁基化羥基苯甲醚(BHA)、丁化羥基甲苯(BHT)、乙氧基喹啉(6-乙氧基-1，2-二氫-2，2，4-三甲基喹啉)、生育酚等。
本文應(yīng)用的術(shù)語“濕潤劑”包括甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、丙二醇等。
本文應(yīng)用的術(shù)語“輻射”表示將會引起糖的羰基與明膠分子的游離氨基部分之間的反應(yīng)的任何輻射源。合適的輻射源是在選自紫外、可見和紅外范圍的范圍內(nèi)輻射的光源，或者電磁輻射源(例如微波)。
術(shù)語“微波”表示頻率在約900MHz～約2，45GHz范圍內(nèi)的電磁波。這些波很容易被具有極性基團(tuán)的電介質(zhì)(例如水)吸收，所以，當(dāng)這種電介質(zhì)暴露于約700～約1000瓦的微波能時(shí)，它的分子經(jīng)受高速內(nèi)振動(dòng)而導(dǎo)致熱的產(chǎn)生。
交聯(lián)過程優(yōu)選通過提供高效加熱和交聯(lián)效果的微波加熱而進(jìn)行。通過應(yīng)用微波能交聯(lián)的小珠不溶于水并且尤其在飼料的生產(chǎn)過程(例如擠出和制粒)中具有高穩(wěn)定性。
本文應(yīng)用的術(shù)語“交聯(lián)酶”表示轉(zhuǎn)移酶，特別是轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，它通過肽鍵的形成偶聯(lián)氨基酸。于是，催化了糖的羰基與明膠分子的游離氨基部分之間的反應(yīng)。市場上有一種合適的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，商品名為“ACTIVA TI”(Ajinomoto)。待應(yīng)用的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的量是約0．01g／g～約0．10g／g明膠。
還可在本發(fā)明的乳液中摻入少量其它組分，例如乳化劑(諸如卵磷脂)，增充劑和穩(wěn)定劑，著色劑。
本發(fā)明方法的第一步包括將脂溶性物質(zhì)與水、明膠和還原劑以及任選與抗氧化劑和／或濕潤劑乳化。
所述脂溶性物質(zhì)可存在的量是約1wt％～約80wt％，優(yōu)選約5wt％～約40wt％。
可應(yīng)用任何來源的明膠。優(yōu)選的明膠得自豬或牛并且具有80～160、尤其140的布盧姆數(shù)(Bloom No．)。明膠可存在的量為約5wt％～約70wt％，優(yōu)選約20wt％～約60wt％。
所述還原劑可存在的量為約2wt％～約20wt％，優(yōu)選約5wt％～約10wt％。
所述抗氧化劑可存在的量為約2wt％～約15wt％，優(yōu)選約5wt％～約10wt％。
所述濕潤劑可存在的量為約2wt％～約20wt％，優(yōu)選約5wt％～約10wt％。
乳液的制備可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行。例如，借助于溫和加熱將明膠溶于水，再在該明膠溶液中分散或乳化所述脂溶性物質(zhì)。在添加脂溶性物質(zhì)之前或之后可將所述還原劑以及任何其它組分導(dǎo)入該混合物。攪拌該混合物直至所有的分散膠體被均勻地分布；如果必要的話，將該混合物通過均化器。
然后通過已知方法干燥該乳液，例如通過噴霧干燥，諸如噴入收集粉末(例如美國專利4670247中描述的淀粉質(zhì)粉末)。
在酶法交聯(lián)的情況下，恰在將乳液噴入收集粉末之前添加酶。
通過已知方法在收集粉末中形成的含脂溶性物質(zhì)的微粒應(yīng)被干燥到小于10％的含濕量。
涂布的微粒中明膠基質(zhì)的交聯(lián)或者通過暴露于輻射中或者在酶存在的情況下通過保溫而引起。
就含酶的小珠組合物來說，涂布的微粒的交聯(lián)是通過在酶保持穩(wěn)定的溫度(例如，至多40℃)下對酶進(jìn)行保溫而實(shí)現(xiàn)的。如果合適的話，在酶促交聯(lián)操作之后接著進(jìn)行US4670247中描述的熱處理。
酶促交聯(lián)方法導(dǎo)致活性組分更小的熱應(yīng)力(thermal stress)。此外，該交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致均勻交聯(lián)的產(chǎn)物。
由微波引起的交聯(lián)過程是在攪拌下應(yīng)用微波爐(例如在1000瓦下達(dá)10分鐘)進(jìn)行的。該交聯(lián)方法保證均勻加熱并防止局部過熱。所以，交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致均勻交聯(lián)的產(chǎn)物。
通過如下實(shí)施例闡述了本發(fā)明實(shí)施例1和2是對比實(shí)施例，實(shí)施例3～5是本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1將77．8g布盧姆數(shù)為140的明膠、15．4g果糖和13．6g甘油置于500ml雙壁容器中，添加100ml去離子水，在用粉碎機(jī)片以1000轉(zhuǎn)／分(rpm)攪拌下和大約65℃時(shí)將該混合物變成溶液，該溶液被稱為基質(zhì)溶液。隨后，在該基質(zhì)中乳化39．4g晶狀醋酸維生素A(2．8兆IU／g)和10．2g BHT(抗氧化劑)的混合物并攪拌5分鐘。在乳化和攪拌過程中，在4800rpm下操作粉碎機(jī)片。該乳化后，乳液內(nèi)相的平均粒徑是約340nm(通過激光衍射測定的)。用100ml去離子水稀釋該乳液并將溫度保持在65℃。
接著將1300g玉米淀粉(用硅酸流化過)置于實(shí)驗(yàn)室噴盤(spray pan)中并冷卻到至少0℃。應(yīng)用旋轉(zhuǎn)式噴嘴將乳液噴入噴盤。將這樣獲得的涂布了玉米淀粉的微粒篩分(篩分粒度級0．16～0．63mm)去掉多余的玉米淀粉并應(yīng)用空氣流在室溫下干燥。獲得201g涂布了玉米淀粉具有突出的流動(dòng)性能的微粒，這些微粒被完全干燥了并且能很好地加工。
至于熱處理，將160g上述微粒放入一個(gè)1000ml玻璃燒杯并置于油浴(oil bad)中。在135℃的加熱過程中用特氟隆攪拌器(300rpm)攪拌該微粒。該熱處理導(dǎo)致明膠基質(zhì)的交聯(lián)(美拉德反應(yīng))。終產(chǎn)品中的維生素A含量是502’300IU／g，交聯(lián)度是91％，干燥損耗是2．8％。交聯(lián)度是通過將產(chǎn)品以4％的濃度分散于55℃的水中測定的。于是，以％維生素A含量表示的釋放的維生素A被測定為交聯(lián)度。
實(shí)施例2在與實(shí)施例1類似的實(shí)驗(yàn)中，用木糖代替果糖。產(chǎn)量是193g，維生素A含量是577’050IU／g，交聯(lián)度是96％，干燥損耗是0．3％。
實(shí)施例3類似地重復(fù)實(shí)施例1，但恰在將乳液噴入玉米淀粉之前添加4．0g酶(得自日本Ajinomoto的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶ACTIVA TI)。在噴射后，在35℃下保持該微粒／乳液混合物達(dá)六小時(shí)。將該酶法涂布的微粒篩分而去掉多余的玉米淀粉并類似于實(shí)施例1那樣干燥。產(chǎn)量是208g，維生素A含量是475’500IU／g，交聯(lián)度是57％，干燥損耗是5．7％。
實(shí)施例4合并實(shí)施例3的兩次試驗(yàn)(總計(jì)425g)。類似于實(shí)施例1那樣熱處理160g該酶法交聯(lián)的微粒。該產(chǎn)品的維生素A含量是516’600IU／g，交聯(lián)度是93％，干燥損耗是0．3％。
實(shí)施例5不按實(shí)施例1中描述的那樣熱處理，而是將50g維生素A含量為800’000IU／g的微粒置于250圓底燒瓶中用微波爐(LAVIS 1000 MultiQuant)熱處理10分鐘。在1000瓦的熱處理過程中，用特氟隆攪拌器攪拌該微粒。熱處理后的維生素A含量是727’800IU／g，交聯(lián)度是85％，干燥損耗是1．1％。
實(shí)施例2～5中描述的所有產(chǎn)品都具有與實(shí)施例1的產(chǎn)品同樣好的工業(yè)適用性能。
權(quán)利要求
1．一種制備含脂溶性物質(zhì)的小珠的方法，該方法包括(ⅰ)形成脂溶性物質(zhì)、明膠、還原劑以及任選抗氧化劑和／或濕潤劑的含水乳液；(ⅱ)任選添加交聯(lián)酶；(ⅲ)將該乳液轉(zhuǎn)化成干粉末；(ⅳ)或者通過暴露于輻射中或者在酶存在的情況下通過保溫使涂布的微粒中的明膠基質(zhì)交聯(lián)。
2．權(quán)利要求1的方法，其中，所述脂溶性物質(zhì)是選自維生素A、D、E、K及其衍生物的脂溶性維生素；類胡蘿卜素，多不飽和脂肪酸，調(diào)味劑或香料及其混合物。
3．權(quán)利要求2的方法，其中，所述脂溶性物質(zhì)是維生素A及其衍生物，優(yōu)選是醋酸維生素A或棕櫚酸維生素A。
4．權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)的方法，其中，所述還原劑是還原糖或還原糖衍生物。
5．權(quán)利要求4的方法，其中，所述還原糖選自葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、塔羅糖、轉(zhuǎn)化糖、阿拉伯糖、核糖、木糖、乳糖、麥芽糖和高果糖玉米糖漿。
6．權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)的方法，其中，所述交聯(lián)是通過暴露于輻射源而引起的。
7．權(quán)利要求6的方法，其中，所述交聯(lián)是通過微波引起的。
8．權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)的方法，其中，所述交聯(lián)是通過酶引起的。
9．權(quán)利要求8的方法，其中，所述酶是轉(zhuǎn)移酶，優(yōu)選是轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶。
10．權(quán)利要求9的方法，其中，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶存在的量是約0．01g／g～約0．10g／g明膠。
11．權(quán)利要求1～10任一項(xiàng)的方法，其中，所述乳液包含約1wt％～約80wt％、優(yōu)選約5wt％～約40wt％脂溶性物質(zhì)；約5wt％～約70wt％、優(yōu)選約20wt％～約60wt％明膠；約2wt％～約20wt％、優(yōu)選約5wt％～約10wt％還原劑；任選約2wt％～約15wt％、優(yōu)選約5wt％～約10wt％抗氧化劑；以及任選約2wt％～約20wt％、優(yōu)選約5wt％～約10wt％濕潤劑。
12．權(quán)利要求1～11任一項(xiàng)的方法，其中，存在一種抗氧化劑和一種濕潤劑。
13．權(quán)利要求1～12任一項(xiàng)的方法，其中，通過噴霧干燥入收集粉末、優(yōu)選為淀粉質(zhì)粉末中而將乳液轉(zhuǎn)化成干粉末。
14．上文描述的、尤其參照所述實(shí)施例的新方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備在明膠基質(zhì)中含脂溶性物質(zhì)的小珠的方法,該方法包括通過輻射或酶法而交聯(lián)明膠。
文檔編號A61K8/11GK1283454SQ0012252
公開日2001年2月14日 申請日期2000年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月5日
發(fā)明者B·萊尤恩伯格, J－C·特里特施, J·尤爾姆 申請人:弗·哈夫曼-拉羅切有限公司