谷物蛋白为基础的制剂及其使用方法技术

本发明专利技术公开了贮存稳定剂，其包括水解的蛋白、水解的蛋白衍生物和水解的蛋白乳化剂复合物，该贮存稳定剂提高了造粒后的谷物蛋白为基础的树脂制剂的保存期。这些颗粒可在进一步加工前预先制备，再通过例如注塑和挤出的加工制备成具有一定形状的可食用或可生物降解的产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术广泛涉及具有提高的保存期的谷物蛋白制剂。更特别地，在最终的产品加工之前可将谷物蛋白树脂制剂制成颗粒形式，再通过例如注塑、挤出或其它成型设备将这些颗粒转化为具有一定形状的制品。通过加入贮存稳定剂来提高所述蛋白树脂制剂的保存期，该贮存稳定剂例如水解的蛋白、水解的蛋白衍生物以及水解的蛋白/水解的蛋白衍生物-乳化剂复合物。由这类树脂制成的制品可以是宠物食品(petchew treat)、可食用产品和生物降解产品。
技术介绍
石油为基础的合成树脂在多种产品的生产中获得了广泛的应用。谷物为基础的树脂也得到了使用。例如，授权给贝西(Bassi)等的美国专利第5,665,152号(本文将其引入作为参考)描述了谷物为基础的蛋白产品的配制和加工方法。谷物蛋白可制成树脂颗粒，然后其可用作多种应用，包括挤出和注塑应用。然而，如果在树脂制备后所述树脂颗粒没有在短期如几周内用于这些过程，则由于树脂颗粒的老化注塑制品开始显示出表面粗糙和凹凸不平的迹象。注塑制品的强度也下降。树脂制成后，这些问题随着时间推移逐渐增加，因而使得所述树脂颗粒必须在制备后马上使用。因此，对本领域而言，提供用于成形、注塑和挤出制品的具有改进老化特性的谷物蛋白为基础的树脂制剂具有重要的意义。
技术实现思路
一方面，通过在由挤出方法制备的树脂颗粒的制剂中引入一定量的贮存稳定剂来解决树脂老化的问题，所述贮存稳定剂例如水解的蛋白、水解的蛋白衍生物、水解的蛋白/水解的蛋白衍生物-乳化剂复合物，及其混合物。本专利技术还提供了用于制备树脂颗粒的配方的具体内容。本专利技术还提供了所述谷物蛋白为基础的树脂颗粒的制备方法和模塑方法，如注塑。附图的简要说明附图说明图1显示了由老化的和未老化的小麦谷蛋白为基础的树脂颗粒制备的注塑宠物食品的对比。专利技术的详细说明除非有其它的特别说明，说明书和权利要求书中所用的“％”均指重量百分比。一般来说，本专利技术的一种方法首先包括提供特别设计的具有熔体流动(melt flow)和流变(rheological)特性的制剂的步骤，使得该制剂能用常规可塑体成形设备加工。然后在中等温度条件下对该制剂加热，通常还进行剪切，以得到基本均一的具有流动性的制剂。制备树脂颗粒的最常用的方法是通过挤出过程。单螺杆和双螺杆挤出机均可使用欲达到更好的混合和泵出功能，双螺杆挤出机的性能更好。然后可采用注塑、挤出或其它成形设备将树脂颗粒制成所需制品。非常重要的是，所述树脂制剂可制成基本均一的可流动产品供后续使用，而避免了谷物蛋白的任何显著的热变性。在形成所需的最终产品的过程中，所述基本未变性的蛋白变性。因此，在注塑过程中，选择模塑的优选温度条件以保证蛋白基本完全变性。当所述树脂中使用某些水溶性变性蛋白如大豆蛋白时情况也是如此，其中可通过注塑、挤出或其它成形设备使所述树脂进一步变性或对其进一步加工。树脂老化问题与树脂颗粒中的化学和/或构象变化有关。已发现通过将未变性的谷物为基础的蛋白与一定量贮存稳定剂组方可显著延长所述树脂制剂的保存期，所述贮存稳定剂例如水解的蛋白、水解的蛋白衍生物、水解的蛋白/水解的蛋白衍生物-乳化剂复合物，及其混合物。蛋白的热变性指水合和可塑态的蛋白经热处理导致该蛋白失去其粘弹性或粘性流动(熔体流动)特性。熔体流动粘度随着热变性程度提高而上升。如果蛋白完全热变性则几乎或完全没有熔体流动特性。例如，从湿研磨过程的干燥器中出来的玉米谷蛋白粗粉严重热变性，因此不能用于所述颗粒树脂制剂来为本专利技术目的提供有用的流变特性。另一方面，商业销售的活性小麦谷蛋白(Vital Wheat Gluten)经过加工具有最少的热变性，并且与贮存稳定剂组合，是本专利技术的适合谷物蛋白来源。根据其制备，商业销售的大豆蛋白产品具有不同程度的热变性，然而由于大豆蛋白的水溶性，因此其中大多数具有良好的熔体流动特性和充分的可塑性。更具体地，优选的谷物蛋白为基础的制剂包括约20-80％重量比的谷物蛋白，且优选为30-75％。虽然，可采用多种谷物蛋白，但最优选所述蛋白选自大豆蛋白、小麦谷蛋白、玉米谷蛋白及其混合物。在优选的形式中，所述谷物蛋白基本没有热变性，并以其天然存在的形态使用。通常，出于经济和配制方便的原因，所述谷物蛋白以混合物组分的形式提供，所述混合物包括诸如淀粉、脂质、糠及其组合的其它可选成分。例如，可使用大豆粗粉、浓缩物和分离物，以及各种商业级别的小麦和玉米谷蛋白。当使用这类混合物时，其通常具有至少约50％重量比的所需谷物蛋白，更优选至少75％重量比。本专利技术最重要的方面涉及通过向所述制剂中引入贮存稳定剂来解决树脂颗粒老化的问题，其中所述贮存稳定剂包括水解的蛋白、水解的蛋白衍生物、水解的蛋白/水解的蛋白衍生物-乳化剂复合物，及其混合物。本专利技术采用的水解的蛋白可包括例如水解的酵母蛋白、水解的小麦谷蛋白、水解的大豆蛋白、水解的玉米谷蛋白、水解的马铃薯蛋白、水解的米蛋白、水解的明胶蛋白、水解的胶原、水解的酪蛋白、水解的乳清蛋白、水解的奶蛋白、水解的蛋清、水解的蛋黄、水解的全蛋(whole egg)、水解的鸡肝、水解的猪肝、水解的牛肝、水解的鱼肝、水解的任何来源的肉类蛋白、水解的鱼、水解的血浆及其混合物。优选的蛋白水解物为水解的小麦谷蛋白、水解的大豆蛋白、水解的肝蛋白。所述水解的蛋白通常占所述制剂重量的约0.5％至约25％。本专利技术实施中优选约1.5％至约20％重量比的水解的蛋白。本专利技术实施中特别优选约2％至约15％重量比的水解的蛋白。一种被证明为特别有用的贮存稳定剂的水解的蛋白为水解的酵母蛋白。当通过注塑形成颗粒后，包括该试剂的树脂具有超过6个月的保存期。所用酵母蛋白的确切组分并不关键。一般的酵母蛋白即可良好地发挥作用。为了更好地利用所述水解的蛋白来解决树脂颗粒的老化问题，在本专利技术实施中优选所述水解的蛋白组分的数量平均分子量和重量平均分子量分别低于10,000和20,000道尔顿。水解的蛋白可通过任何途径制备。通常，采用酶水解或酸水解。对本专利技术实施而言优选的是酶水解。通常在对产品进行喷雾干燥或骤干之前，用NaOH、KOH、Ca(OH)2等等将水解产物调节至pH 4-7.5。水解的蛋白衍生物的例子包括蛋白水解产物与其它化学物质或低分子量聚合物或低聚物成分的反应产物。所述反应产物含有水解的蛋白部分(moiety)和衍生部分。根据所用的化学反应物，所述衍生反应产物中的水解的蛋白的量可为约0.5-50％。例子有水解的蛋白与酸酐、环氧乙烷、环氧丙烷、脂肪酸衍生物、还原糖、麦芽糖糊精、低聚糖、糊精等等的反应产物。所述制剂中可采用的水解的蛋白衍生物的量可为约1％至约25％。为实现本专利技术，优选的水解的蛋白衍生物的量为约1.5％至约20％。为实现本专利技术，特别优选的水解的蛋白衍生物的量为约2％至约15％。本专利技术的水解的蛋白/水解的蛋白衍生物-乳化剂复合物可由与乳化剂物理结合的水解的蛋白部分和水解的蛋白衍生物部分制备。本专利技术采用的适合的乳化剂包括水解的植物油、水解的动物脂肪、水解的卵磷脂及其盐形式、被环氧乙烷和环氧丙烷进一步改性的水解的卵磷脂、乙氧基化的甘油单酯和甘油二酯、甘油单酯-甘油二酯(mono-diglyceride)的二乙酰基酒石酸酯、甘油单酯和甘油二酯的糖酯、丙二醇脂肪酸单酯和二酯、硬脂酰基-2-乳酸钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于形成具有一定形状的物品和／或模塑食品的树脂制剂，包括：贮存稳定剂，其包括水解的蛋白部分，并选自水解的蛋白、水解的蛋白衍生物、水解的蛋白／水解的蛋白衍生物－乳化剂复合物，所述贮存稳定剂含量为所述树脂制剂的０．５－２５％重量比；及　 　谷物蛋白，其含量为所述树脂制剂的２０－８０％重量比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂礼，克洛多瓦尔多C马南格特，萨克D巴锡，
申请(专利权)人：MGP配料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]