抗菌粉状组合物制造技术

根据下述方法制备包括低分子量抗菌有机酸和吸湿成分的抗菌粉末：其中在干燥以形成粉末之前，将组分在溶液中混合以形成液体浆料组合物，使得干燥液体浆料组合物包括共干燥所述组分。抗菌粉末中的低分子量抗菌有机酸可以以无水和水合形式两者的晶相存在。抗菌粉末展现出优异的性能如货架稳定性，而不需要包封剂。还公开用于制备抗菌粉末的方法以及抗菌粉末在食物和饮料产品中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗菌粉状组合物相关申请的交叉引用本专利申请要求2017年10月10日提交的美国临时专利申请号62/570,313的权益，其全部教导和公开内容通过引用并入到本文。
技术介绍
在当今回归基础烹饪的世界中，希望具有干净标签的抗菌组分来代替加工食物中常规使用的化学防腐剂和硝酸盐/亚硝酸盐。另外希望具有以稳定、干燥形式的这种抗菌剂以简化贮存、延长货架期并易于应用。为此，喷雾干燥或鼓式干燥是简单的、有成本效益的，因此是优选的制造方法。不幸的是，由于大多数这种抗菌化合物是热塑性或吸湿性的，它们需要将“载体”干燥成粉状形式。这些载体通常是不希望的，因为它们毫无必要地使食物产品复杂化，在标签上看起来有害并且对最终食物产品没有积极目的。这种载体的非限制性实例包括麦芽糖糊精、玉米糖浆、树胶和蛋白质。当将已经部分中和如中和成乙酸钠的的醋剂(vinegar)在没有载体的情况下喷雾干燥时，可以看到这种不稳定性和需要载体的一个实例。在这种条件下的干燥导致中和的醋剂干燥成不稳定的和吸湿性的无水玻璃相。这种所得粉末迅速吸收水分(moisture)，恢复至更稳定的乙酸钠三水合物晶体结构，并且在食物加工中形成无法使用的粘稠的团块。图8和9证明了这种不稳定性。图8示出了一袋中和的醋剂粉末(乙酸钠)，其由于乙酸钠从无水玻璃相转化至三水合物晶相已形成大的团块。图9是在半极性光下的微观视图(40X)，示出了深色的无水乙酸钠粉末变成三水合物晶体形式(明亮的晶体)，其颗粒彼此结合(在这种情况下的载玻片)。作为这种不稳定性的另一个实例，当没有载体干燥时，培养的芹菜汁固体将涂覆喷雾干燥机的内部作为粘性膜。培养的芹菜汁固体的熔点低于喷雾干燥中使用的实际排出干燥温度。由于使用的温度低于培养的芹菜汁固体的熔点，因此可以使用深度真空干燥(Deepvacuumdrying)以将培养的芹菜汁固体转化为干燥形式。然而，深度真空干燥将培养的芹菜汁固体转化为玻璃相，其比醋剂的无水玻璃相甚至更吸湿。这种干燥工艺的结果是极度的吸湿，并且难以处理产品。此外，由于产品的相对高的盐浓度和低浓度的蛋白质/碳水化合物，在不添加载体的情况下，冷冻干燥该产品在财务上是不切实际的。图10提供了真空干燥的芹菜汁在暴露于78％平衡相对湿度的周围20℃空气中一小时之前和之后的并排(side-by-side)比较。如所示，无载体的真空干燥的芹菜产品迅速吸收水分，变成浆料(syrup)，然后变成液体，变得无法使用。用于将这种液体抗菌剂转化成粉末形式的另一种方法包括将液体电镀(plating)在如CargillAlberger工艺盐或Morton树枝状盐的电镀盐(platingsalt)上。然而，这种电镀盐仅能容纳5-10％的液体材料，而不会失去使粉末令人满意的流动性能。因此，这样的处理使极端量的载体添加至最终产品，以达到抗菌剂的功效剂量，致使产品的钠不合需要地高。可选择地，可以使用多孔二氧化硅盐将液体抗菌剂电镀成粉末形式。然而，尽管这种二氧化硅可保持流动的同时可以承受达至它们重量的两倍，但是它们是合成的且不易消化的，不能实现具有天然产品的目的。作为形成干燥的中和的醋剂(乙酸钠)的另一种选择，美国专利申请号14/418,396公开了在高剪切混合器中以将颗粒转化为更稳定的三水合物晶体形式的比例将乙酸喷雾到吸湿性无水乙酸钠玻璃态无定形形式上的多步骤方法。虽然声称该产品具有增强的稳定性，但是所得的纯三水合物晶体在58℃的低温熔化，因此需要受控的环境(热的)贮存。另外，这种中和的醋剂产品不能在有效的水平提供包含其他吸湿性成分，如含有亚硝酸盐的培养芹菜汁浓缩物，因为额外的水分将融化三水合物晶体。更希望地，本专利技术的目的是使如中和的醋剂的低分子量抗菌有机酸产品结合如含有亚硝酸盐的培养的芹菜汁的吸湿成分并且以稳定的晶体形式稳定。概述当通过已知方法(例如，喷雾干燥、鼓式干燥或等效方法)，快速地干燥如乙酸钠的中和的醋剂溶液时，所得粉末主要包含无水玻璃态形式的乙酸钠。用于225℃入口和90℃排出的这种干燥工艺的正常最低温度高于最低自由能和吸湿稳定的三水合物晶体形式的58℃熔点。尽管这产生最初干燥粉末，但是无水玻璃态形式是非常吸湿的，并且迅速地吸收环境湿气，在室温(20℃)贮存时转化为更稳定的三水合物晶体形式。同样地，如本文所讨论的，如培养的芹菜汁的其他吸湿成分，在没有载体的情况下不能通过先前已知的干燥方法干燥。通过本专利技术克服了与常规抗菌粉末和制备其的方法有关的问题和缺点。与本领域中关于这些组分的不稳定性的这种理解相反，专利技术人已经生产了由这些不稳定的低分子量抗菌有机酸(例如，中和的醋剂)和吸湿成分制成的出乎意料地稳定的抗菌粉末组合物，而不需要任何稳定载体。本专利技术的抗菌粉末组合物通过以下制备：将吸湿成分和如中和的醋剂的低分子量抗菌有机酸混合以形成液体浆料组合物，然后干燥液体浆料组合物以产生抗菌粉末，从而共干燥低分子量抗菌有机酸和吸湿成分。专利技术人发现在该实施中发生了两个非常意外的事件。第一，所得的低分子量抗菌有机酸(例如，乙酸钠)的晶体结构具有足够的表面积以容纳吸湿成分而不熔化。第二，所得的低分子量抗菌有机酸的晶体结构都包括足够的无水形式以允许高温干燥，以及足够的吸湿稳定的水合形式以展现出增强的货架稳定性。在某些实施方式中，抗菌粉末中的低分子量抗菌有机酸以约1:5至5:1份w/w的无水形式与水合形式，优选地约1:2份w/w无水形式与水合形式的比例的无水和水合形式二者的玻璃相-晶相存在。此外，本申请的专利技术人发现，当贮存在约20℃的温度和约70％平衡相对湿度至少6个月时，抗菌粉末具有不大于(nomorethan)约5％的水含量。因此，出人意料的所得低分子量抗菌有机酸晶体的掺合物允许经济效益的干燥和货架稳定性的新颖组合。据信，吸湿成分降低雾化颗粒的蒸发速率，其足以导致在喷雾干燥流化床的冷却部分中贡献水分以形成三水合物晶体的更高水分的颗粒，或者，可选择地，吸湿成分可最初地变干为含较高水分的“玻璃相或橡胶相”，其在冷却后贡献足够的水分至无水低分子量抗菌有机酸玻璃态无定形形式，以转化为三水合物晶体形式。无论哪种方式，确凿量(tangible)的所需水合物晶体的形成需要否则难以干燥的吸湿性成分(例如，培养的芹菜汁)的存在。抗菌粉末中形成的水合物晶体的类型可取决于低分子量抗菌有机酸。作为一个实例，在优选的实施方式中，根据本文公开的工艺，乙酸钠结合吸湿成分的使用产生三水合物晶体形式。低分子量抗菌有机酸的其他盐可导致不同的水合物晶体形式。例如，乙酸钾可产生1.5水合物晶体形式。在一个实施方式中，吸湿成分和低分子量抗菌有机酸以约1:100至约100:100w/w的吸湿成分固体与有机酸固体的重量比组合。抗菌粉末可包括特定量的载体，如麦芽糖糊精、玉米糖浆、树胶和蛋白质。某些实施方式包括小于约91％的载体。其他实施方式包括小于约50％的载体。在仍其他的实施方式中，组合物不包括载体。在某些实施方式中，制备抗菌组合物的方法包括在干燥之前，将液体浆料组合物的pH调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产抗菌粉末的方法，所述方法包括在水性溶液中将吸湿成分和低分子量抗菌有机酸混合以获得液体浆料组合物并且干燥液体浆料组合物以生产抗菌粉末的步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171010 US 62/570,3131.一种生产抗菌粉末的方法，所述方法包括在水性溶液中将吸湿成分和低分子量抗菌有机酸混合以获得液体浆料组合物并且干燥液体浆料组合物以生产抗菌粉末的步骤。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸湿成分和所述低分子量抗菌有机酸以1:100至100:100w/w吸湿成分固体与有机酸固体的重量比例混合。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述抗菌粉末包括小于约91％的载体。


4.根据权利要求1所述的方法，其中在干燥所述液体浆料组合物的步骤之前，所述方法包括调节液体浆料组合物的pH至约4.0和10.0之间并且在约40°F和约l80°F之间的温度加热所述液体浆料组合物的步骤，其中在加热步骤期间，维持温度直到所述液体浆料组合物具有约5％至70％的范围内的溶解百分比有机酸固体。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述低分子量抗菌有机酸为中和的醋剂。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述中和的醋剂选自由乙酸钠、乙酸镁、乙酸钾、乙酸钙及其组合组成的组。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸湿成分选自由芹菜、甜菜、卷心菜、黄瓜、茄子、蘑菇、生菜、南瓜、西葫芦、混合色拉用绿色蔬菜、胡萝卜、朝鲜蓟、绿豆、利马豆、西兰花、花椰菜、甘蓝菜、玉米、芥末、秋葵、洋葱、中国豌豆荚、黑眼豆、青豆、土豆、大头菜、萝卜、菠菜、唐莴苣、苹果、杏、香蕉、越桔、黑莓、黑加仑、蓝莓、椰子、醋栗、樱桃、番荔枝、小柑橘、云莓、枣椰子、西洋李子、榴莲、接骨木果、无花果、费约果、鹅莓、葡萄、葡萄柚、黑果木、波罗蜜、印度蒲桃(jambul)、枣子、猕猴桃、金橘、柠檬、酸橙、枇杷、荔枝、芒果、甜瓜、哈密瓜、蜜瓜、西瓜、硬皮甜瓜、油桃、橙子、百香果、桃、梨、李子、李杏、李子干、菠萝、石榴、柚子、紫山竹、葡萄干、覆盆子、红毛丹、红醋栗、无核小蜜橘、草莓、橘子、番茄、牙买加丑橘及其组合组成的组。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述吸湿成分被培养。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述低分子量抗菌有机酸为乙酸钠并且所述吸湿成分为培养的芹菜汁。


10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在容器中包装所述抗菌粉末的步骤。


11.一种通过根据权利要求1所述的方法获得的抗菌粉末，其中所述低分子量抗菌有机酸以约1:5至5:1份w/w无水形式与水合形式的比例的无水和水合形式二者存在于所述抗菌粉末中。


12.一种通过根据权利要求5所述的方法获得的抗菌粉末，其中所述中和的醋剂为乙酸钠并且以约1:5至5:1份w/w无水形式与三水合形式的比例的无水和三水合形式二者的玻璃相-晶相存在于所述抗菌粉末中。


13.根据权利要求11所述的抗菌粉末，其中所述抗菌粉末包括小于约91％的载体。


14.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·克拉特，R·库珀，A·K·兰多夫，V·M·希恩，Y·吕，J·W·马格利，
申请(专利权)人：凯瑞卢森堡有限责任公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU