功能化合物的释放 发明领域 本发明涉及通过肠溶基质微囊包封的含酯功能成分及其制备方法。更具体地说， 在基本上不含有机溶剂的含水环境中， 将所述功能成分微囊包封。
发明背景
在食物释放应用中功能材料的肠内释放有限。当功能材料或药物已知对低 pH 敏 感或具有不能被其它方法有效掩蔽的不期望的气味和 / 或味觉特性时， 通常使用肠内释放 系统。一般而言， 肠内释放用片剂和凝胶胶囊完成。但是， 那些特定释放方法不能很好的适 用于食物应用。尤其是， 片剂和胶囊剂均不适合整合到大多数现有食品中。
用于肠内释放的备选方法为微囊包封。 微囊包封通常用特殊设备或在含有机溶剂 的环境中进行。这些方法需要额外的资金开支和使用其它材料例如有机溶剂， 有机溶剂可 以在或可以不在随后的微囊包封循环中使用。因此， 微囊包封处理需要在设备和有机溶剂 的获得和处理两者进行研究。
微囊包封的一个问题是回收率， 或方法的微囊包封率。 一般而言， 某些显著百分率 的待微囊包封材料不能被捕获 (captured)。 可回收未捕获的材料以再使用、 再循环， 或一定 百分率的未捕获材料仍然粘附在微囊包封粒子的外表面。
因此， 产物倾向于具有与未捕获的材料有关的味觉特性， 该味觉特性通常不需要。 当未捕获的材料包括可氧化的甘油三酸酯例如不饱和和多不饱和脂质、 可氧化的香料和精 油， 或可天然具有不期望的味道和 / 或气味的其它有机化合物时， 这种情况尤其如此。
发明概述
本发明组合物包含微囊包封在肠溶基质的功能成分， 例如美国专利申请序号 12/479,454 中所述， 该专利申请通过引用全文结合到本文中。 肠溶基质包含食品级聚合物， 且功能成分包含精油例如芳樟醇和百里酚的酯。
在一个实施方案中， 将功能成分均匀地分散在整个肠溶基质材料中。在另一个实 施方案中， 功能成分包含至少约 30％的酯， 例如芳樟醇和百里酚的酯。
本发明方法包括将活性成分或功能成分微囊包封的方法。 该方法包括在保持所使 用的肠溶聚合物完全溶解的 pH 下， 将水、 肠溶基质材料和乳化剂搅拌或混合， 形成组合， 该 组合基本上不含有机溶剂。 将含酯的功能成分加入到所述组合， 均化， 形成细、 稳定的乳液。 然后， 将乳液用酸和 / 或其它交联剂或沉淀剂 ( 取决于所使用的聚合物 ) 例如钙处理， 该处 理在控制的混合条件下， 并在有效形成粒状沉淀物的量和速度下。 另外， 功能成分均匀分散 在整个沉淀物中， 并具有改善的功能成分微囊包封率。
附图简述
图 1 举例说明将功能成分微囊包封的方法。
图 2 是两个试验之间微囊包封率对比的图， 一个试验包含功能成分， 该功能成分 不含至少 30％的酯， 第二个试验包含功能成分， 该功能成分包含至少 30％的芳樟醇和百里 酚的酯 ；
图 3 是表， 该表显示已知经验式、 水中溶解度、 蒸气压、 分配系数和比较各种酯对
油亲和力与对水亲和力的比例 ；
图 4 是举例说明功能成分的各种组分释放速度的图， 该功能成分不含酯， 并且肠 溶基质由 95％虫胶和 5％玉米蛋白组成 ；
图 5 是举例说明功能成分的各种组分释放速度的图， 该功能成分包含酯， 并且肠 溶基质由 95％虫胶和 5％玉米蛋白组成 ；
图 6 是举例说明在模拟胃和小肠条件的消化模型中， 含乙酸芳樟酯的功能成分的 各种组分释放速度的图 ； 和
图 7 是举例说明在模拟胃和小肠条件的消化模型中， 含丁酸芳樟酯的功能成分的 各种组分释放速度的图。
优选实施方案的详述
公开了酯化功能成分和一种或多种非活性载体在肠溶基质中的微囊包封， 该肠溶 基质可使释放在肠中溶出前最小化。 通常， 包含酯化功能成分解决了遇到的问题， 例如味道 和 / 或气味掩蔽、 肠溶和持续释放， 和功能成分按适当比例保留同时确保生物利用度和功 效。
尤其是， 待微囊包封的功能成分可包括酯化形式的精油。当在肠道中消化和释放 时， 酯化形式的功能成分水解为母体非酯化形式， 并提供与将非酯化功能成分微囊包封和 消耗的相同功能益处。另外， 酯化形式的功能成分提供以下将进一步论述的其它益处。尤 其是， 酯化形式的器官感觉特性包括较高的味觉阈值， 因此， 表面上的酯化功能成分产生较 少的不期望气味特性。 另外， 通常已知酯产生更期望的气味， 因此产生的任何气味不会导致 完全不期望的器官感觉气味特性。 另外， 由于酯化功能成分的低水溶解度， 尤其与母体非酯 化功能成分相比， 与没有酯化功能成分存在下认识到的相比， 下述方法可导致更高的微囊 包封率， 该更高的微囊包封率可通过较高的有效载荷和保留率显示。
通过本文所述方法制备的产物的用途实例针对粉末状软饮料 (PSD) 饮料的释放， 但该产物可用于其它食品， 例如饼干、 食物条、 冰激凌、 快餐和速食膳食。
图 1 中概述了微囊包封功能成分的方法。通过形成基质粒子实现了在食物基质内 的肠内释放， 该基质粒子具有为功能成分分散部分的分散部分， 例如含稀释甘油三酸酯的 精油掺混物， 且基质部分为食品级肠溶聚合物例如虫胶、 玉米蛋白、 藻酸钙、 变性乳清蛋白 以及微囊包封领域的实践者已知的单独或组合的任何和所有的食品级肠溶聚合物的基质 部分。
如图 1 所示， 将水、 肠溶基质材料和乳化剂混合或搅拌， 直至肠溶基质材料和乳化 剂完全分散在水中 100。通常， 可将乳化剂和肠溶基质材料一起或分别 ( 任何一种先加入 ) 加入水中。将 pH 保持在足以使肠溶材料完全溶解的水平。作为实例， 为使用虫胶、 玉米蛋 白或其组合， 分散体的 pH 通常为约 7.2-9.0。在某些实施方案中， 可将碱性材料例如氢氧 化钠、 氢氧化钾或氢氧化铵加入分散体中， 以提高 pH， 例如在约 7.2- 约 12.0 范围内， 优选 8.0-11.3， 以保证和保持在不使用有机溶剂的情况下肠溶聚合物完全溶解。
本文中使用的 “搅拌” 或 “搅拌的” 是指使用顶部进料混合机， 该混合机具有在小 于 10,000RPM 的速度运转的叶片或转子 / 定子混合装置。
本文中使用的 “基本上不含有机溶剂” 是指加入的有机溶剂例如异丙醇或乙醇或 任何其它有机溶剂的量， 小于确保肠溶材料在处理条件下溶解要求的量。 优选， 加入的有机溶剂的量小于水、 乳化剂和肠溶材料的组合重量的约 0.1％。
在一个实施方案中， 水为去离子水。
本文中使用的肠溶基质材料为任何食品级肠溶聚合物， 或两种或多种食品级肠溶 聚合物的组合。优选， 肠溶基质材料为虫胶、 玉米蛋白、 藻酸钙或其组合。其它食品级肠溶 聚合物包括变性乳清蛋白。优选， 制备的肠溶基质材料不含任何有机溶剂。
本文中所述乳化剂可以为任何食品级乳化剂。在优选的实施方案中， 乳化剂为聚 山梨醇酯、 聚甘油酯、 蔗糖硬脂酸酯、 蔗糖酯、 蛋白质、 卵磷脂或其组合。 更尤其是， 由于在后 期形成的乳液中形成较小和最均匀分散的油滴， 因此乳化剂优选为蔗糖酯。
通常， 水占分散体重量约 50.0 ％ - 约 95.0 ％， 优选约 70.0 ％ - 约 95.0 ％， 更优 选约 80.0 ％ - 约 90.0 ％。乳化剂通常占分散体重量小于约 5.0 ％， 优选占分散体重量 约 0.01 ％ - 约 1.0 ％， 更优选占分散体重量约 0.01 ％ - 约 0.1 ％。以分散体重量计， 优 选， 肠溶基质材料的范围为约 1.0％ - 约 10.0％重量， 优选约 4.0％ - 约 7.0％， 更优选约 5.0％ -6.0％重量。
形成分散体后， 将功能成分和非活性载体加入 200， 搅拌 300， 以提供具有液滴尺 寸大于约 10 微米的粗乳液。粗乳液形成后， 将粗乳液均化 300， 形成细的稳定乳液。该细的 稳定乳液具有小于约 10 微米的液滴尺寸。在细乳液中， 功能成分和非活性载体以细液滴的 形式均匀分散在整个乳液中。优选， 以范围为乳液重量约 2.0％ - 约 7.0％的量加入功能成 分和非活性载体的组合。更优选， 以范围为乳液重量约 3.0％ - 约 6.0％的量加入功能成分 和非活性载体的组合。乳液包含约 60.0％ - 约 95.0％的水。 本文中使用的 “均化” 或 “均化的” 是指按大于 10,000RPM 的速度混合， 例如使用 转子 / 定子混合装置， 或在升高的压力下按较低混合速度混合， 例如在 500-10,000psi 压力 下运转的阀均化器。
功能成分优选包括精油的酯。作为实例， 功能成分包括百里酚和芳樟醇的酯， 例 如乙酸百里香酯和乙酸芳樟醇酯。可使用其它可接受的酯， 例如丁酸酯、 乳酸酯、 肉桂酸酯 和丙酮酸酯。尤其是， 功能成分包括 α- 蒎烯、 对伞花烃、 百里香酯和芳樟醇酯。如以下实 施例中所述， 一种示例性掺混物含按重量计约 18.8％低芥酸菜籽油、 约 8.6％ α- 蒎烯、 约 39.8％对伞花烃、 约 5.4％乙酸芳樟醇酯和约 27.4％乙酸百里香酯。
酯占功能成分重量的约 1.0- 约 99.0％。优选， 酯占功能成分重量至少约 10.0％， 更优选 30％重量。在另一个实施方案中， 优选， 酯占功能成分重量约 25.0- 约 65.0％。
在优选的实施方案中， 非活性载体和功能成分的掺混物含按重量计约 15.0- 约 30.0％低芥酸菜籽油、 约 1.0- 约 10.0％ α- 蒎烯、 约 5.0- 约 25.0％对伞花烃、 约 5.0- 约 20.0％芳樟醇酯和约 20.0- 约 60.0％百里香酯。更优选， 非活性载体和功能成分的掺混物 含按重量计约 20.0- 约 25.0％低芥酸菜籽油、 约 2.0- 约 7.0％ α- 蒎烯、 约 10.0- 约 20.0％ 对伞花烃、 约 7.0- 约 15.0％芳樟醇酯和约 35.0- 约 50.0％百里香酯。
通常， 可使用任何酯化形式的功能成分例如百里酚和芳樟醇。 优选， 酯化形式为乙 酸酯或丁酸酯。由于与丁酸酯相比水解速度增加， 因此更优选酯化形式为乙酸酯。
功能成分可含任何精油的混合物。另外， 可选择功能成分以包括期望肠内释放的 材料。作为实例， 功能成分可包含 Enan 的美国专利公布号 2008/0145462 中所述成分。例 如， 那些功能成分包含 25-35 ％重量对伞花烃、 1-10 ％重量芳樟醇、 1-10 ％重量 α- 蒎烯、
35-45％重量百里酚和 20-30％重量大豆油。
尤其是， 本文中所述功能成分可包括具有功能特性例如抗寄生虫、 抗原虫和抗真 菌的化合物。在优选的实施方案中， 有机化合物还包括 α- 蒎烯和对伞花烃。
在一个优选的实施方案中， 将有机化合物与非活性载体例如脂质、 脂肪酸、 甘油三 酸酯或食品级油例如大豆油或低芥酸菜籽油一起掺混。
在现有饮料 / 食物中， 一些功能成分的挥发性导致嗅觉非常低的阈值， 导致不期 望的气味 / 味道。在掩蔽功能成分气味的努力中， 本发明要求包含水溶性低地多的酯化形 式的功能成分例如百里酚和芳樟醇， 以及处理， 以将未微囊包封的材料从最终成分中除去。 与它们相应的母体化合物相比， 酯通常对食物系统的味道 / 气味具有较少负面的影响。
由于低的水溶解度， 与非酯化母体化合物例如百里酚和芳樟醇相比， 酯可具有例 如以上所述更高的微囊包封率。优选， 微囊包封率比用非酯化功能成分时观察的微囊包封 率增加约 50- 约 200％， 更优选约 100.0- 约 150.0％。另外， 酯具有比母体化合物更高的溴 觉阈值， 以便感觉所必需的酯的量大于非酯化百里酚和芳樟醇的量。
然后通过用酸或用交联剂或沉淀剂滴定使乳液沉淀 400。 在沉淀期间， 可将乳液进 行搅拌。在一个实施方案中， 乳液用 1-5％氯化钙和 1-5％柠檬酸溶液滴定。在另一个实施 方案中， 乳液用酸， 以降低 pH 至等电点以下， 例如 pH 约 7.0 有效的量滴定， 造成相分离， 引 起肠溶基质从溶液中沉淀析出， 并且使疏水性功能成分被微囊包封在其中， 因此形成水溶 液和沉淀物的浆状物。沉淀的浆状物具有约 1.0- 约 1000.0 微米， 优选约 10.0- 约 500.0 微米， 更优选约 75.0- 约 250.0 微米的粒度。更优选， 沉淀发生在 pH 范围约 3.0- 约 6.0， 或 进一步在 pH 范围约 3.8- 约 4.6 之间。 尽管不希望受理论的限制， 据信， 当乳液的 pH 降至等电点以下时， 肠溶材料例如 虫胶和玉米蛋白的粒子可与相似粒子交联或相互交联， 形成基质， 功能成分和非活性载体 被微囊包封在基质中。因为交联的结果， 功能成分均匀分散在整个基质中。基质还为功能 成分提供密封。因此， 功能成分对成品粉末的器官感觉质量的影响与仍然粘附在肠溶基质 的外表面上的任何功能成分相关。
使用的酸可包括任何食品级的酸。在一个实施方案中， 酸为柠檬酸。
如上所述， 肠溶基质材料组合物影响溶出速率和由肠溶基质提供的保护。
为回收沉淀物， 将浆状物过滤 500、 洗涤 600 和干燥 700。在一个实施方案中， 将浆 状物过滤， 然后将得到的浆状物滤饼洗涤， 再过滤， 然后干燥。
在任何和所有微囊包封方法中， 均会保留至少边缘表面或未微囊包封的材料。因 为需要掩蔽具有低感觉阈值的化合物， 必须将成品基质和 / 或溶液中未微囊包封的材料 降低至感觉以下的水平。优选， 以成品重量计， 粒状沉淀物的外表面上的功能成分小于约 1.0％。
在优选的实施方案中， 过滤后， 按美国专利申请序号 12/479,433 中所述， 该专利 申请通过引用全文结合到本文中， 将表面油消除剂加入浆状物中， 帮助从沉淀物上除去残 留表面油。另外， 在再过滤步骤前， 也可加入表面油消除剂。
将沉淀物过滤和洗涤后， 将沉淀物干燥， 形成粉末。可进行干燥， 以便粉末中水分 含量小于约 10.0％， 优选至水分含量约 2.0％ - 约 6.0％， 更优选约 3.0- 约 5.0％。
另外， 粉末可用已知方法粉碎， 以减少粉末沉淀物的粒度， 然后通过已知方法例如
流化床干燥器， 进一步干燥至水分含量小于 5.0 ％。得到的粒子的粒度范围为约 1.0- 约 1000.0 微米， 优选约 10.0- 约 500.0 微米， 更优选约 75.0- 约 250.0 微米。
当干燥粉末时， 应将温度保持在约 25℃ - 约 70℃， 优选约 35℃ - 约 65℃。在其它 处理步骤期间， 优选将温度保持在约 4℃ - 约 40℃， 更优选约 4℃ - 约 30℃， 可进一步优选 约 15℃ - 约 28℃。
如将在下面进一步论述的那样和如图 2 中所示， 包含百里香酯和芳樟醇酯也导致 最终成分中有效载荷增加， 例如从约 5.0％增至约 50.0％， 因为油掺混物的水溶性降低。大 体积的水用于所有实施例， 通过这些冲洗， 百里酚和芳樟醇的酯化减少从湿或干燥形式的 粒子浸出。在处理期间限制损失的能力允许控制食品系统中功能化合物的最终比例， 如美 国专利申请 US20080145462A1(Enan， E. 等 ) 中所示很重要。百里酚在室温下也结晶， 作为 实例， 用乙酸百里香酯代替将允许更容易的处理， 因为在该制剂中的所有功能成分将均为 液体形式。
实施例 1 ： 乳化剂的评价和选择
在 60 ℃下， 使 各种乳化剂 与 去离 子水 混合， 得到 2 ％ 溶液。 将得 到的 溶液 与 精油掺混物组合物 (4 ％ α- 蒎烯、 30 ％对伞花烃、 7 ％芳樟醇和 35 ％百里酚以及 24 ％ 大 豆 油 ) 以 50 ∶ 50 重 量比混合， 采 用去 离子水， 形成 水包 油乳 液。评 价的 乳化剂 为 Glycosperse S-20KFG(Lonza ； Fairlawn， NJ)、 Polyaldo 10-1-O KFG(Lonza ； Fairlawn， NJ)、 AldosperseMS-20KFG(Lonza ； Fairlawn， NJ)、 Polyaldo 10-2-P KFG(Lonza ； Fairlawn， NJ)、 Ryoto 糖 酯 (S-1570， Mitsubishi-Kagaku Food Corp. ； Tokyo， Japan)、 Precept 8120(Central Soya ； Fort Wayne， IN) 和酪蛋白酸钠 (Alanate-180， New Zealand Dairy Board ； Wellington， New Zealand)。 由于在乳液中形成最小和最均匀分散的油滴， 因此蔗糖 酯 (S-1570) 鉴定为最佳乳化剂。在室温下储存 24 小时后， 用蔗糖酯形成的乳液也显示最 大的稳定性。
实施例 2 ： 将含某些酯化组分的功能成分微囊包封在 75％虫胶 /25％玉米蛋白基 质中
将 2400.0g 蒸馏的电离水 (D.I.H2O) 加入烧杯， 用具有 4 叉叶轮片的 StedFast 搅 拌器 SL1200(Yamato Scientific ； Tokyo， Japan)， 在设为 5-6 之间的速度下搅拌。将 37.5g 喷射研磨的玉米蛋白 (F4000， FreemanIndustries ； Tuckahoe， NY) 粉末加入烧杯， 搅拌至 均匀分散。然后， 加入 10％氢氧化钠水溶液至 pH 达到 11.3。将玉米蛋白 - 水混合物搅拌 至玉米蛋白粉末完全溶解， 溶液半透明。然后， 加入 450.0g 预制虫胶 (Temuss#594 ； Ajax， ON.， Canada) 的氢氧化铵溶液 (25％固体 )， 搅拌 5-10 分钟。最后， 加入 1.4g 蔗糖硬脂酸 酯 S-1570(Mitsubishi-KagakuFood Corp. ； Tokyo， Japan)， 同时搅拌例如 5-10 分钟直至发 生均匀的混合。
然 后， 加 入 80.0g 精 油 掺 混 物 (18.8 ％ 低 芥 酸 菜 籽 油、 8.6 ％ α- 蒎 烯、 39.8 ％ 对伞花烃、 5.4 ％乙酸芳樟醇酯和 27.4 ％乙酸百里香酯 )， 搅拌 5-10 分钟。用 PowerGen 700D(Thermo Fisher Scientific ； Waltham， MA)， 通过在 15,000rpm 下掺混 4 分钟将混合 物均化， 然后在 20,000rpm 下再掺混 1 分钟， 形成稳定的乳液。用 3％柠檬酸溶液酸滴定乳 液， 随后用设为最高速度的 Master Flex 泵 (Barnant Corp. ； Barrington， IL)， 该泵具有中 等顶置式搅拌， 直至 pH 达到 3.8， 从而形成浆状物。将 10g SiO2AB-D(PPG Industries， Pitssburg， PA) 加入浆状物， 继续搅拌 20-30 分钟。用 #200 目 (75 微米 ) 筛将混合物过滤。在分开的干净 4000ml 塑料烧杯中， 加入 2000.0g D.I.H2O 和 2.5g SiO2AB-D， 混合， 形成溶液。将滤饼再悬浮于该溶液中， 搅拌 3-5 分钟。用 #200 目筛将混合物过滤。
在分开的干净 4000ml 塑料烧杯中， 将 2000.0g D.I.H2O 和 2.5gSiO2AB-D 混合， 形 成另一种溶液。再次将滤饼再悬浮， 搅拌 3-5 分钟。滤液 (filtrate) 用粗滤布压榨， 以除 去额外的水分。然后将滤液均匀地铺在大托盘上， 在甜酥饼干 (cookie sheet) 顶部， 敞开 并在室温下干燥过夜。
将干燥粒子用 Magic Bullet MB1001(Sino Link InternationalTrading Co.， Zhejiang， China) 磨碎。用 #60 和 #200 目筛将 75-250 微米之间的粒子分离。水分含量用 CEM 智能系统 5(CEM Corp， ； Mattews， NC) 测量。为使水分含量减至小于约 6.0％， 将滤液 在 Uni-Glatt 流化床干燥器 (Glatt Air Techniques ； Ramsey， NJ) 中， 在 40℃下干燥， 每5 分钟检查一次。因此， 成品中水分含量小于约 6.0％。通过 #60 目筛将一部分筛出， 收集在 #200 目筛上， 从而得到尺寸小于 250 微米且大于 75 微米的粒子。得到产物的组成、 有效载 荷和表面油见下表中所示。
总 载荷 wt％18.4EOS wt％13.4低芥酸菜籽油 wt％5.0乙酸百里 香酯 wt％9.5百里酚wt％乙酸芳樟 醇 wt％芳樟醇α- 蒎烯 对伞花烃 wt％wt％0.57wt％总 载荷
10实施例 3 ： 在中试规模上将含某些酯化组分的功能成分微囊包封在 75 ％虫胶 /25％玉米蛋白基质中
将 12kg 水和 7.5g 蔗糖硬脂酸酯 (S-1570， Mitsubishi-Kagaku FoodCorp. ； Tokyo， Japan) 加入混合罐中， 搅拌 1-2 分钟。然后依次加入 2.25kg 预制虫胶溶液 (Temuss#594 ；表面 油0.090.311.3＜ 0.001＜ 0.10.341.8＜ 0.0020.121.63.02.3总5.Ajax， ON.， Canada) 的氢氧化铵溶液 (25％固体 )、 187.5g 玉米蛋白粉末 (F4000， Freeman Industries ； Tuckahoe， NY)。计量加入 10％氢氧化钠溶液至 pH 达到 11.3( 使玉米蛋白溶 解 )。一旦玉米蛋白和虫胶完全溶于溶液， 加入 400g 精油掺混物 (13％低芥酸菜籽油、 10％ α- 蒎烯、 25％对伞花烃、 12％乙酸芳樟醇酯和 40％乙酸百里香酯 )。 将混合物搅拌 5 分钟， 形成乳液。
将 乳 液 用 3.0 ％ 柠 檬 酸 溶 液 滴 定 至 pH 达 到 3.9。 加 入 75g SiO2AB-D(PPG Industries ； Pitssburg， PA)， 搅拌约 20-30 分钟。然后用 200 目 (75 微米 ) 筛将浆状物过 滤。将筛顶部上的滤饼悬浮于含 50g SiO2AB-D 的 9.1kg 水中， 搅拌约 5 分钟， 然后再过滤 在 #200 目筛上。冲洗再重复一次， 将最终滤饼铺在托盘上， 在室温下干燥过夜。次日， 在 Waring 混合机 (Waring Lab Science ； Torrington， CT) 中， 将产物粉碎， 在 UniGlatt 流化 床 (Glatt Air Techniques ； Ramsey， NJ) 中， 在 40℃下干燥， 筛分至期望的尺寸 (75-250 微 米 )。所得产物的有效载荷和表面油见下表所示。
实施例 4 ： 将含某些具有增加的油载荷的酯化组分的功能成分微囊包封在含乳清 蛋白乳化剂的虫胶 / 玉米蛋白基质中
将 2400.0g D.I.H2O 加 入 烧 杯，用 具 有 4 叉 叶 轮 片 的 StedFast 搅 拌 器 SL1200(Yamato Scientific ； Tokyo， Japan) 在设为 5-6 之间的速度下搅拌。将 32.5g 喷射 研磨的玉米蛋白粉末 (F4000， Freeman Industries ； Tuckahoe， NY) 加入烧杯， 搅拌至均匀 分散。加入 10％氢氧化钠溶液至 pH 达到 11.3， 搅拌直至玉米蛋白粉末完全溶解， 溶液半透 明。然后， 加入 20.0g BiPro WPI(Davisco Foods International ； Eden Prairie， MN) 粉 末， 搅拌至粉末完全溶解。然后， 加入含氢氧化铵的具有 25％固体的 390.0g 预制虫胶溶液 (Temuss#594 ； Ajax， ON.， Canada)， 搅拌 5-10 分钟至溶液均匀。
加入 151.4g 精油掺混物 (13％低芥酸菜籽油、 10％ α- 蒎烯、 25％对伞花烃、 12％ 乙酸芳樟醇酯和 40％乙酸百里香酯 )， 搅拌 5-10 分钟。用 PowerGen 700D(Thermo Fisher Scientific ； Waltham， MA)， 在 15,000rpm 下将混合物均化 4 分钟， 然后在 20,000rpm 增加 的速度下再均化 1 分钟， 形成稳定的乳液。用 Master Flex 泵， 用 3％柠檬酸溶液滴定至乳 液， 至 pH 达到 3.8， 从而形成浆状物。
将 10g SiO2AB-D(PPG Industries， Pitssburg， PA) 加入浆状物， 搅拌 20-30 分钟。 用 #200 目筛将混合物过滤。在分开的干净 4000ml 塑料烧杯中， 加入 2000.0g D.I.H2O， 用 StedFast 搅拌器搅拌。通过加入 3％柠檬酸溶液将 pH 调至 3.8+/-0.2。加入 1g 蔗糖硬脂 酸酯 S-1570(Mitsubishi-Kagaku Food Corp. ； Tokyo， Japan)， 搅拌至完全溶解， 然后加入 2.5g SiO2AB-D。将滤饼再悬浮于该溶液， 搅拌 3-5 分钟。用 #200 目 (75 微米 ) 筛将混合物
过滤。 在分开的干净 4000ml 塑料烧杯中， 混入 2000.0g D.I.H2O， 通过加入 3.0％柠檬酸溶液 将 pH 调至 3.8+/-0.2。加入 1g 蔗糖硬脂酸酯， 搅拌至完全溶解， 然后加入 2.5g SiO2AB-D。 将滤饼再悬浮于该溶液， 搅拌 3-5 分钟。再次用 #200 目 (75 微米 ) 筛将混合物过滤。
用粗滤布压榨得到的滤液， 以减少水分含量。 将滤液均匀地铺在大托盘上， 在甜酥 饼干顶部， 敞开并在室温下干燥过夜。
用 Magic Bullet MB 1001(Sino Link International Trading Co.， Zhejiang， China) 将得到的粒子磨碎。用 #60 目筛将粒度小于 250 微米的粒子与其余粒子分离。为使 水分含量减至小于约 6.0％， 将滤液在 Uni-Glatt 流化床干燥器 (Glatt Air Techniques ； Ramsey， NJ) 中， 在 40 ℃下干燥， 每 5 分钟检查一次。因此， 最终产物中水分含量小于约 6.0％。所得产物的组成、 有效载荷和表面油见下表中所示。
载荷 wt％23.5EOS wt％17.9低芥酸菜籽油 wt％5.7乙酸百里 香酯 wt％11.3乙酸芳樟 酯 wt％对伞花α- 蒎烯总 载荷
13实施例 5 ： 将含某些酯化组分的功能成分微囊包封在含 48％藻酸盐 /40％虫胶和 12％乳清蛋白乳化剂的基质中
将 2.1g 藻 酸 钠 (ULV-L3G， Kimica Corp ； Tokyo， Japan) 和 11.2g 藻 酸 钠表面 油0.014wt％1.120.094烃 wt％2.7＜ 0.001＜ 0.10芳樟醇wt％0.112.7＜ 0.002＜ 0.10百里酚wt％0.552.80.76总3.6总101904494 A CN 101904496说明书11/15 页(I-3G-150， Kimica Corp ； Tokyo， Japan) 加 入 551.32g 水 中。 搅 拌 下， 加 入 70g 10 ％ BiPro(Davisco Foods International ； Eden Prairie， MN) 乳清蛋白分离物溶液和 56g 预 制虫胶 (Temuss#594 ； Ajax， ON.， Canada) 的氢氧化铵溶液 (25％固体 )。然后， 加入精油掺 混物 (17.41％低芥酸菜籽油、 6.65％ α- 蒎烯、 26.58％对伞花烃、 7.91％乙酸芳樟醇酯和 41.46％乙酸百里香酯 )， 搅拌至形成含 4-7 微米的目标液滴尺寸的均相乳液， 用 Horiba 粒 度分析仪 (Horiba Industries ； Irvine， Ca) 证实。然后将溶液雾化， 在含 2.5％ CaCl2 和 2.5％柠檬酸的水溶液浴中形成 25-300 微米的适度小球。将球置于 25 微米筛上， 以除去浴 液， 之后， 将它们在 MiniGlatt 流化床干燥器 (Glatt Air Techniques ； Ramsey， NJ) 中， 在 40℃下干燥至达到目标水分 (5-6％ )。 将粒子按大小排列， 至小于 500 微米且大于 75 微米。 所得产物的组成、 有效载荷和表面油见下表中所示。
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101904494 A CN 101904496α- 蒎烯 wt％对伞花 烃 wt％芳樟 醇 wt％乙酸 芳樟 酯 wt％ 2.6 na 14.6 7.0百里酚 wt％乙酸 百里 香酯 wt％低芥 酸菜 籽油 wt％总 EOS wt％总 载荷 wt％说总载 荷 0.007 0.002 0.004 ＜ 0.0021.967.5na26.7033.71明实施例 6 ： 将非酯化功能成分微囊包封在藻酸盐 / 虫胶基质中 将 48.0g 藻 酸 钠 (ULV-L3G， Kimica Corp ； Tokyo， Japan) 和 10.0g 藻 酸 钠 0.063 0.58 0.07615书表面0.0020.654油12/15 页101904494 A CN 101904496说明书13/15 页(I-3G-150， Kimica Corp ； Tokyo， Japan) 加入 840.0g 水中。然后， 搅拌条件下， 加入 80g 预 制虫胶溶液 w/25％固体 (Marcoat 125， EmersonResources ； Norristown， PA)。然后， 加入 48g 精油掺混物 (24％大豆油、 4％ α- 蒎烯、 30％对伞花烃、 7％芳樟醇和 35％百里酚 )， 搅 拌， 均化至形成细的稳定乳液。用双流体喷嘴， 将溶液雾化， 在含 2.5％ CaCl2 和 2.5％柠檬 酸的水硬化浴中形成 25-300 微米的适度小球。粒子交联后， 将粒子在 25 微米筛上过筛， 在 MiniGlatt 流化床干燥器 (Glatt AirTechniques ； Ramsey， NJ) 中， 在 40℃下干燥至达到目 标水分 (5-6％ )。将粒子按小于 212 微米依大小排列。
如下表所示， 有效载荷低， 当在饮料系统模型中品味时， 粒子未能掩蔽精油的不期 望的味道 / 气味。所得产物的组成和有效载荷见下表中所示。
α- 蒎烯 wt％对伞花 烃 wt％ 2.8芳樟醇 wt％百里酚 wt％大豆 油 wt％ 4.8总 EOS wt％ 4.5总载荷 wt％总载荷
＜ .01.0311.79.3实施例 7 ： 将含某些酯化组分的精油掺混物微囊包封在 75％藻酸盐 /25％虫胶基质中 将 5.5g 藻 酸 钠 (ULV-L3G， Kimica Corp ； Tokyo， Japan) 和 11.0g 藻 酸 钠 (I-3G-150， Kimica Corp ； Tokyo， Japan) 加入 495g 水中。然后， 搅拌下， 加入 22.0g 预制虫 胶 (Temuss#594 ； Ajax， ON.， Canada) 的氢氧化铵溶液 (25％固体 )。然后， 加入精油掺混物 (18.50％低芥酸菜籽油、 5.48％ α- 蒎烯、 32.39％对伞花烃、 11.26％芳樟醇的丁酸酯 ( 丁 酸芳樟酯 ) 和 32.37％百里酚的乙酸酯 ( 乙酸百里香酯 )， 搅拌， 均化至形成含 4-7 微米的 目标液滴尺寸的细的稳定乳液， 用 Horiba 粒度分析仪 (HoribaIndustries ； Irvine， Ca) 验 证。 将溶液雾化， 在含 2.5％ CaCl2 和 2.5％柠檬酸的水硬化浴中形成 25-300 微米的适度小 球。 然后将粒子在 25 微米筛上过筛， 以将浴液除去， 然后在 MiniGlatt 流化床干燥器 (Glatt AirTechniques ； Ramsey， NJ) 中， 在 40℃下干燥至达到目标水分 (5-6％ )。将粒子依大小排 列至小于 212 微米。
如下表所示并与实施例 6 相比， 用含酯化组分的功能成分后， 有效载荷显著增加。 尤其是， 可在图 2 中看到， 使用酯化组分的意料之外的益处是， 非酯化组分的有效载荷在酯 化组分的存在下也增加。另外， 酯化组分产生的不良气味 / 味道影响比在实施例 6 中形成 的产物更小。所得产物的组成、 有效载荷和表面油见下表中所示。
α- 蒎 烯 wt％对伞 花烃 wt％芳樟 醇 wt％丁酸 芳樟 酯 wt％百里 酚 wt％乙酸 百里 香酯 wt％低芥 酸菜 籽油 wt％总 EOS wt％总载 荷 wt％16101904494 A CN 101904496说9.2 na 3.9明na书10.8 8.0 25.7014/15 页总载 荷 表面 油
1.8033.700.0020.019na0.006na0.0660.610.0930.701实施例 8 ： 在 75％藻酸盐 /25％虫胶基质中的非酯化和酯化功能成分的有效载荷保留对比 图 2 中举例说明了用原始精油掺混物 ( 含非酯化组分 ： α- 蒎烯、 对伞花烃、 芳樟 醇、 百里酚和低芥酸菜籽油 ) 得到的粒子与用含某些酯化组分 (α- 蒎烯、 对伞花烃、 丁酸芳 樟醇、 乙酸百里香酯和低芥酸菜籽油 ) 的精油掺混物得到的粒子的对比。除酯化与非酯化 功能成分外， 用相同的方法条件和组合物制备粒子。 在该图中， 通过将测量的芳樟醇和相当 于基于分子组成测量的乙酸芳樟酯的芳樟醇相加， 计算芳樟醇 ( 结合的 ) 的水平。
如图 2 所示， 很明显， 在精油掺混物中使用某些酯化组分导致有效载荷保留增加 约 130％， 在功能成分的酯化和非酯化组分中看到有效载荷保留增加。
实施例 9 ： 酯化功能成分对胃中释放的影响
该实施例用体外消化模型， 将非酯化功能成分与酯化功能成分在模拟的肠胃研究 期间的释放进行了对比。
图 3 显示化合物的已知特性。如图 3 所示， 酯化合物 ( 乙酸芳樟酯、 丁酸芳樟酯和 乙酸百里香酯 ) 的溶解度值显著小于母体化合物 ( 芳樟醇和百里酚 )。另外， 酯化合物的 分配系数大于母体化合物。 这些因素表明酯化合物对疏水性载体和不溶性基质材料具有比 母体化合物大的亲和力。图 4 和 5 显示， 对于含某些酯化功能成分的粒子来讲， 在 -0.5 至 0.0 小时之间的释放 ( 表示在模拟胃液中的驻留时间 ) 大大减少。当将图 4 的芳樟醇和百 里酚的释放与图 5 的乙酸芳樟酯和乙酸百里香酯的释放比较时， 减少比例最明显。在胃模 型中稳定性的该改善暗示在其它低 pH 系统例如酸性饮料中增加的稳定性， 进一步说明酯 对成功的微囊包封和功能成分肠内释放的重要性。
实施例 10 ： 对微囊包封粒子的释放和酯化组分水解的调节
该实施例显示， 用于酯化的各种酸的选择如何能够影响最终母体化合物的释放速 度。 实施例 9 作为包含某些酯化化合物的结果， 显示了对胃模型中粒子释放速度的影响。 由 图 4 和 5 可见， 胃中释放速度减少， 0-24.5h 的释放速度 ( 表示在小肠的驻留时间 ) 也减少。 图 6 和 7 显示芳樟醇的两种酯 ( 图 6 中为乙酸芳樟酯和图 7 中为丁酸芳樟酯 ) 在消化模型 中的释放速度和驻留时间， 该消化模型模拟胃和小肠的条件。 另外， 随时间测量存在于消化 模型中的母体化合物的水平。母体化合物芳樟醇的存在是乙酸芳樟酯水解的结果。如图 6 所示， 芳樟醇的初始释放为约 5％， 并增加至约 20％， 该增加与约 33％的乙酸芳樟酯水解为 芳樟醇相关。在图 7 中， 芳樟醇的初始释放为约 2％， 并增加至约 4％， 该增加与约 5％的丁 酸芳樟酯水解为芳樟醇相关。由这些结果可以看出， 通过改变乙酸芳樟酯与丁酸芳樟酯的 比例， 配制功能成分， 可调节最终通过胃道和小肠的芳樟醇释放水平。
实施例 11 ： 含酯化和非酯化功能成分的饮料系统模型的比较
非正式比较两种饮料模型的味道特性。一种饮料用含非酯化功能成分的粒子制 备； 另一种饮料用含某种酯化功能成分即乙酸芳樟酯和乙酸百里香酯的粒子制备。按与实
施例 2 相同的方法形成粒子。将粉状饮料混合物分为两个相等量的部分。向第一部分加入 足量的含非酯化功能成分的粒子， 以便给予 70mg 功能成分。向第二部分中加入足量的含某 种酯化功能成分的粒子， 以便给予 70mg 功能成分。然后将各粉末 / 粒子混合物加入 200ml 冷水， 充分混合。
品尝各饮料模型的样品后， 评判组的结论是， 含由某种酯化功能成分组成的粒子 的饮料模型具有显著减少的不期望的味道和 / 或气味特性， 导致改善的总体感觉体验。
虽然通过具体参考特定的方法和产品实施方案， 具体描述了本发明， 但应认识到， 可基于本发明公开进行各种改变、 修改和调整， 并将在本发明的精神和范围内， 本发明的精 神和范围由权利要求限定。