敏感物质胶囊化封装制造技术

本发明专利技术涉及一种稳定敏感物质的方法。（ａ）在控制的气体条件下，将一种敏感物质喷涂于固体载体之上，以减少敏感物质的损失；（ｂ）在控制气体和气流的条件下，胶囊化封装喷涂物质，以减少处理过程中敏感物质的挥发，达到稳定敏感物质的目的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及胶囊化封装和稳定具有挥发性、温度、和氧敏感物质。与本专利技术相关的
技术介绍
有许多存在于自然界的、或合成的物质，在周围环境条件下具有低稳定性。这些物质经过与存在于大气环境中的氧发生反应可分解、分离、失活等，或在周围的和升高温度的环境中由于挥发而丧失其基本成分。例如香料、香料化合物、芳香剂、香味剂、维生素、营养素(如ω-3油、类胡萝卜素、维生素A、和维生素E)、醇类、丙酮、酮类、醛类、有机酸、和抗氧化剂、生物活性物质等等，下文统称为敏感物质。敏感物质可具有单一成分或多种成分，可根据其挥发性水平分类。敏感物质若含有在低温下即可达到沸点的成分即归类为具有高挥发性、高香调、或顶级香调(top notes)一类。具有低沸点成分的一个实例是丁二酮(2，3-Butanedione)，其沸点是31℃(88°F)，(水的沸点是100℃(212°F))。丁二酮常用于给黄油、咖啡和醋添加奶品风味。挥发性物质可以由一种单一的低沸点成分组成，或者由具有低沸点、中沸点和/或高沸点成分的混合物组成。中度和低度的敏感物质在环境或升高温度(≥121℃(250°F))时并不挥发，因此，这些物质通常不受大气条件和升高的加工温度影响。挥发性物质中的高香调成分损失常常导致产品中的成分失衡。挥发性物质中的高香调成分是产品中最敏感的部分。挥发会使高香调成分损失，且温度超过4.4℃(40°F)时可加速其挥发。在储藏、食品混合(incorporation)、食品加工、甚至冷冻条件下储藏也会发生高香调成分的损失。有许多方法试图克服保持组方中高香调成分的相关问题。例如，通过加量高香调(高挥发性)部分的组方来弥补损失。然而，这种解决方案没有解决原始产物对应成品不同挥发混合物的相对浓度。而且，预计高香调成分损失量是很困难的。另外，高香调成分的损失在一段时间内一直存在，且其损失量与温度有关，因此，挥发性物质的组成是持续变化的。另一种释放平衡的高、中、低香调组分的方法已通过胶囊化技术实现。早期尝试使用喷雾干燥和喷雾冷冻技术稳定风味和香氛物质。使用喷雾干燥法，先将某种挥发性物质乳化成具有水溶性保护胶体的水性溶液，例如凝胶和碳水化合物(如阿拉伯树胶、淀粉、糊精)。然后将乳液喷雾至加热的空气柱、或气柱里，以蒸发水分。所获干燥微粒具有水溶性外壳或水溶性胶体的胶囊，至此，将香料一类的挥发性物质以小微滴的形式进行了包结或封装。喷雾冷冻法与喷雾干燥法的区别在于将乳化液喷雾到环境温度空气、或冷冻空气柱里。美国专利第3,857,964号教导了控制性释放香料成分，此香料成分由具有物理惰性的外壳涂层、水软化和膨胀物质的香料微粒组成。在聚合材料里加入挥发性溶剂(如环乙缩醛化合物)并搅拌，可形成香料微粒。再将得到的香料微粒边搅拌边加入到海藻酸钠溶液中，则香料微粒被包涂，最后将此混合物经过一个限定孔径的小孔送入乳酸钙溶液的室温浴器里。美国专利第5,607,708号提到胶囊化香料物质的形成，此种香料物质具有可食用、不溶于油而溶于水的外壳，包裹着可食用、不溶于水的内核，该内核在45℃时为液体并含有已溶解或分散在内核里的具有挥发性、溶于油的香料物质。适用于外壳的材料有凝胶、水溶性树胶、淀粉、或糊精。包裹物质可以是不饱和植物油、脂肪和/或部分氢化油、或脂肪。内核物质的加工是非常重要的，内核物质具有相对较低的熔点，所以在低温下挥发性成分易于与其混合，从而减少挥发性成分的损失。共环状离心挤出法(Coannularcentrifugal extrusion)可用于形成内核物质微粒，同时将壳物质涂于其上。美国专利第5,399,368号中利用共环状离心挤出法生产涂布物质，其中可夹带挥发性物质(如咖啡油)。美国专利第5,874,102教导了胶囊化脂肪酸盐产品，其由一层连续的膜涂布核物质，该膜作为核基质中挥发性物质的屏障。微粒表面可通过直接喷雾法进行涂布。美国专利第5,558,889号教导了对含挥发性成分的内核物质直接喷雾的方法，第一步用水性溶液、第二步用凝胶剂。美国专利第5,004,595号则教导了使用流化床法制作类似的涂层微粒。美国专利第4,689,235号披露了一种形成胶囊基质组合物的方法，该组合物在1-10个大气压下可以压出，并且具有改善的可达到40％的装载能力。该胶囊基质由麦芽糊精和氢化辛烯基丁二酸淀粉糊精酯组成。该基质可含有5到40％(重量百分比)的常规液体或挥发性生物活性组分，通过加热和搅拌的方法加入到容器中。美国专利第4,576,826号涉及一种生产食用香料胶囊的方法。此方法是用食用油和水性香精形成稳定的乳化液，再将乳化液直接喷雾或以滴入的方法逐滴滴到搅动的粉末状食用蛋白、碳水化合物、或其混合物上，以便形成胶囊外壳。冷冻香精可利用冷冻微粒的形式，在固化前将冷冻微粒加入涂层物质里。当干燥喷雾法和冷冻喷雾法可将液体香料转化成固体微粒时，这些方法本身也存在限制，如要使用大量的空气。对空气中的氧敏感的化合物会氧化和分解。例如，带有多个双键的物质暴露于氧气会丧失效力和活性，这些物质有共轭亚油酸、ω-3油、鱼油、以及厌氧性生物和兼性厌氧性生物，如双裂菌类生物和乳酸杆菌类生物，但并不限于这两种。另外，这两个过程的加热作用，会导致低沸腾物或敏感物质几乎全部挥发和/或氧化，即使低沸腾物和敏感物质是超量配比的。专利技术简述本专利技术的目的之一是提供一种温度/氧敏感物质胶囊化封装法。这些温度/氧敏感物质包括香料、香味剂、营养素、色素、厌氧性细菌及与其有相同特性的物质。采用温度/氧敏感物质胶囊化封装法，这些物质不会由于与氧反应、或温度升高而损失挥发性成分。本专利技术的第二个目的是对某些挥发性物质提供保护并阻止其发生不希望的氧化，如醇类、丙酮、酮类、醛类、有机酸、和抗氧化剂。本专利技术的第三个目的是提供提高生物活性化合物稳定性的方法，这些化合物包括乳酸杆菌、双裂菌、肠球菌、肌醇六磷酸酶、淀粉酶、脂肪酶、转化酵素、转谷胺酰胺酶、蛋白酶、脂(加)氧酶、和戊聚糖酶。本专利技术阐明了一种胶囊化技术，可俘获和稳定其中高香调、或敏感性的物质。采用目前的封装技术如干燥喷雾、冷冻喷雾、和流化床技术，几乎无法保留这些物质。本专利技术阐明了一种胶囊化包结敏感物质的方法，其中需要在一种对挥发性物质来说是惰性的环境里，将挥发性物质喷涂到固体载体上形成一种喷涂物质，再以胶囊的形式包结此喷涂过的物质。专利技术详述首先，在一个密封的反应器里将敏感物质，如挥发性液体喷涂到一个固体载体上。然后在反应器中充氮气、二氧化碳、或其他任何对敏感物质稳定的惰性气体，以置换所有不符合条件的空气。下一步则是将喷涂过的物质在同一个容器内胶囊化包结，或者在另一容器内进行包结。将载体置于一个可密封且能够进行机械搅拌的容器内。优选机械性搅拌可产生流化床。接着密封容器，引入惰性气体置换氧气。适合的惰性气体包括二氧化碳、氮气、和氦气，但不限于此。惰性气体还可起到类似毯子的作用。之所以选择惰性气体是因为它不会同挥发性物质和载体发生反应。然后搅动载体物质。搅动液体物质(氧敏感物质)以确保其完全均化。在液体物质没有暴露于空气或氧气的条件下，将其通过喷嘴导入密封的容器中(例如用泵)。喷嘴用来形成小液滴，而小液滴更易被载体物质吸收。喷雾所用时间是依液体喷到固体之上的增加水平而定，且这段时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶囊化封装敏感物质的方法，包括：在对敏感物质惰性的气氛下，将敏感物质喷涂到固体载体，以形成喷涂物质；以及胶囊化封装所述喷涂物质。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔J巴奇菲科，文兴吴，马尔塔弗雷利，
申请(专利权)人：巴尔彻姆公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]