含功能性食品成分的粒狀物及其生產方法

專利名稱：含功能性食品成分的粒狀物及其生產方法
技術領域：
本發明涉及用于食料的粒狀物，該粒狀物包含含有一種或多種粒狀功能性食品成分的顆粒。更具體地說，本發明涉及顆粒，所述顆粒包含含有很多含有一種或多種功能性食品成分的非親脂性微粒和包覆所述非親脂性微粒的離散的連續相的凝聚物；以及包圍前述非親脂性微粒的親脂性外層，該親脂層表現出至少30℃的滑移熔點。
本發明還提供了生產前述粒狀物的方法。
背景技術：
功能性焙烤食品用配料被廣泛地用于焙烤工業以改善面團的處理和加工性，還改善最終焙烤制品的質地(texture)、體積、風味和新鮮度(保鮮)。可用于“調整”面團的功能性焙烤食品用配料包括酶、氧化還原劑、酸化劑、親水性膠體、微生物和調料。
功能性焙烤食品用配料的一個重要應用領域是面包。面包是由四種主要成分制作的面粉、酵母、鹽和水。通常分三個基本步驟來制作面包，而最終的結果是焙烤過的面包。這些步驟是(a)將主要成分混合而形成面團并且加工成熟為連續的粘彈性面筋基塊；(b)然后通過在溫暖、潮濕的條件下保溫以促進引起面團發起的酵母發酵而將成熟的面團發酵；(c)隨后將發起的面團焙烤使淀粉糊化，使蛋白質變性和固定面團的結構。已知各種添加劑，包括前述功能性焙烤食品用配料，可改善面團的成熟和焙烤的面包的質量。這些添加劑通常被稱為面包(或者面粉或面團)改良劑/調理劑。
面團的強度對于小規模應用和大規模應用而言都是焙烤操作的一個重要方面。強力面團對混合時間、醒發時間以及面團運輸過程中的機械振動有更大的耐受性，而弱面團對這些處理的耐受性低。具有優異的流變性質和處理性質的強力面團是由于含有強的面筋網絡的面粉。具有低的蛋白質含量或者差的面筋質量的面粉產生弱面團。
非特定的氧化劑，例如碘酸鹽、過氧化物、抗壞血酸、溴酸鉀、谷胱甘肽和偶氮二酰胺具有面筋增強效果。已有人建議，這些面團改良劑引起蛋白質之間鍵的形成，它增強面筋，從而增強面團。目前可獲得的化學氧化劑中有幾種的應用已經受到消費者的抵制或者不被管理機構許可。
人們已將使用酶作為面團改良劑看作對化學調理劑的替代。近來已應用一些酶作為面團和/或面包改良劑，特別是作用于面團中大量存在的組分的酶。這樣的酶的實例見于下組淀粉酶、木聚糖酶、蛋白酶、葡糖氧化酶、加氧酶、氧化還原酶、轉谷氨酰胺酶和(半)纖維素酶，包括戊聚糖酶。
前述面團改良劑的應用不是簡單的，因為這些功能性配料往往影響面團性能例如粘性、強度和/或穩定性。結果，面團可能變得難于用手和通過機械處理。所以希望能延遲調理劑發揮其全部功能的時刻直到選定的時間點之后。特別是，希望延遲這一時刻直到已經混合了所有面團成分，特別是直到所述面團已經開始醒發的時刻。
現有技術中已經知道食品成分的脂質包膠或脂質涂布以防止功能性成分過早地發揮其功能的一般原理。WO 02/19828描述了面團組合物，它們包含(i)有效量的一種或多種被脂質物質包覆或涂布的酶，其中，所述脂質物質(a)在小于25℃的溫度下提供一道屏障，它抑制所述酶釋放入周圍的面團中，以及(b)在25℃～60℃的溫度范圍內經歷相轉移，使所述酶釋放，以及(ii)(ii)面粉和任選地任何另外的、常規的面團成分。
所述國際專利申請中描述的包膠物優選包含至少95重量％的粒徑在10～200μm范圍內的膠囊。它提到，所述包覆物可呈脂質涂布的含酶芯的形式提供。觀察到這樣的芯可呈流體化產品(prilledproducts)的形式提供，其中，將酶粉末懸浮于熔化的蠟中并且將該懸浮液噴入冷凍室讓液滴迅速地固化。該申請涉及將一種涂料涂到前述芯上這一選擇方案，所述涂料例如包含高熔點脂肪，甘油酯；磷酸甘油酯；蠟；脂肪酸醇；甘油單酯和/或甘油二酯，脂肪酸；石蠟和/或微晶蠟。
WO 96/16151描述了通過如下步驟獲得的涂覆酶粒狀物(i)將酶顆粒與覆蓋料接觸，該覆蓋料包含(a)非水液體或其水性乳液，或者(b)包含如(a)中的液體的油性混合物，其中溶解了熔點在30～90℃范圍內的第二種組分，以便在所述顆粒上以小于25重量％提供所述覆蓋料的大致均勻的涂層，以及(ii)將步驟(i)中形成的顆粒與防結塊劑接觸。觀察到所述酶顆粒可呈本領域已知的任何類型，例如丸，它具有大約150～3000μm、更具體300～2000μm的尺寸。據說所述油性覆蓋料除了包含非水液體以外還包含至少一種固體。該固體的熔點應當在30～90℃范圍內并且該固體應當在熔化時溶于所述液體。據說合適的固體包括PEG、硬脂酸、甘油單硬脂酸酯、石蠟、月桂酸鈉或蠟。
如果粒狀功能性成分是非親脂性的或者如果已經將它們預先與大量非親脂性組分例如非親脂性載體物質摻合，那么所述功能性成分的脂肪涂層就與特別突出的缺點有關。首先，特別難于制備這種具有不滲漏涂層的涂覆微粒，尤其是如果所述非親脂性物質呈不規則形狀的話。特別是當這些涂覆微粒用于涉及暴露在剪切情況下的用途時，覆蓋料的滲漏通常是不可避免的。可通過應用過量的脂肪克服該問題。然而，這是不經濟的，而且可能不利地影響覆蓋料的釋放特性。
應用常規脂肪涂布技術獲得的覆蓋料通常表現相對寬的粒徑分布和/或顯著的滲漏。具有寬粒徑分布的粒狀物質在運輸和貯存過程中容易分層。此外，較大部分的小微粒例如小于250μm的微粒的存在，在操作過程中將導致所謂的起塵問題。術語“起塵”指的是微粒變成氣載的這一現象，當這些氣載的微粒被吸入時，這又會引起健康問題，例如過敏反應。
最后，常規脂肪涂布技術不適合涂布兩種或更多種粒狀成分的摻合物，如果這些成分表現出不同的堆積密度或粒徑，那么常規脂肪涂布技術就特別不適合。借助于常規技術對這樣的成分的摻合物進行脂肪涂布通常將導致多相的不均勻的產物。
發明概述本發明人發現了，可這樣有效地克服前述問題首先制備含有一種或多種功能性食品成分的非親脂性微粒的附聚物，接著用表現出至少30℃的滑移熔點的親脂性外層涂布所得到的附聚物。更確切地說，本發明人發現了，如果在應用所述親脂性外層以前將很多平均直徑在3～300μm范圍內的非親脂性微粒結合成為平均直徑在20～2000μm范圍內的附聚物，這種操作產生特別有益的結果。
根據本發明，通過將很多非親脂性微粒“粘合”在一起而使它們附聚。這是通過下列方法適當地實現的，即，將所述微粒與例如流體介質混合，在促使附聚物形成的條件下加工所得的混合物，其中，所述流體介質的連續相包覆很多非親脂性微粒并將它們保持在一起。結果，可以用親脂性覆蓋料比直接在原來的非親脂性微粒上涂覆涂層容易得多和大為有效地涂布得到的附聚物。
本發明的方法提供的優點在于，它能制備不表現滲漏的脂肪涂覆的非親脂性微粒而無需使用過量的脂肪，換句話說本發明提供了具有高有效載荷的不滲漏粒狀物。此外，本發明的顆粒即使暴露于(有限的)剪切條件下也顯示該抗滲漏性。應懂得，如本文應用的術語“滲漏”指的是涂覆的非親脂性物質遷移到周圍環境中，例如由于水向涂覆顆粒中遷移的緣故。
本發明的顆粒可有利地用來以受控制的方式送遞其中的功能性成分。這類成分的釋放可適當地通過如下方式而引起通過溫度升高，導致親脂性外層熔化和/或通過破壞外層完整性的剪切條件。本發明能制備表現出很少的滲漏和均勻的粒徑分布的涂覆粒狀物這一事實提供了這樣的優點，即，可以使所述粒狀物的釋放特性適合預定的應用。
此外，本發明有助于制備均勻和均相的粒狀物，其中，脂肪涂覆的顆粒含有兩種或更多種很不同的粒狀物質，例如酶和氧化還原劑。最后，本發明提供了將脂肪涂料涂到不規則形狀的非親脂性微粒上的有效方法。
本發明的粒狀物含有至少0.1重量％的平均直徑在30～3000μm范圍內的顆粒，所述顆粒的特征在于，它們包含3～70重量％的平均直徑在3～300μm范圍內的很多非親脂性微粒，所述微粒含有至少0.1重量％的一種或多種功能性食品成分；10～80重量％的含有至少90重量％脂質的離散的連續相，該連續相包覆所述非親脂性微粒并且將它們保持在一起，非親脂性微粒和連續相的結合形成平均直徑在20～2000μm范圍內的附聚物；以及10～80重量％的包圍所述附聚物的親脂性外層，該親脂層表現出至少30℃的滑移熔點。
發明詳述因此，本發明一方面涉及一種包含至少0.1重量％的適用于食料的顆粒的組合物，所述顆粒具有30～3000μm范圍內的平均直徑并且包含a.3～70重量％的很多平均直徑在3～300μm范圍內的非親脂性微粒，所述微粒含有至少0.1重量％的一種或多種功能性食品成分；b.10～80重量％的含有至少90重量％脂質的離散的連續相，該連續相包覆所述非親脂性微粒并且將它們保持在一起，非親脂性微粒和連續相的結合形成直徑在20～2000μm范圍內的附聚物；以及c.10～80重量％的包圍所述附聚物的親脂性外層，該親脂層表現出至少30℃的滑移熔點。
根據一個優選的實施方案，本組合物含有至少1重量％、更優選至少10重量％的上文定義的顆粒。
如本文應用的術語“親脂性”指的是這樣的物質，它們是油溶性的而且它們在20℃的甘油三酯油(例如葵花油)中具有最大溶解度，它比相同溫度的水中的溶解度高至少10倍。
如本文應用的術語“非親脂性”指的是這樣的物質，它們不是親脂性的而且它們在20℃的甘油三酯油中的最大溶解度不超過0.5重量％，優選不超過0.1重量％。
術語“親脂層”還包括這樣一層，該層除了含有親脂性物質以外還含有一定量的非親脂性物質。優選地，非親脂性物質的量不超過20重量％，更優選它不超過5重量％，最優選該層基本不含非親脂性物質。
在一個特別優選的實施方案中，按本發明應用的非親脂性微粒是親水性微粒。這里，術語“親水性”指的是這樣的物質，它們是水溶性的或水分散性的而且在20℃的溫度下它們在水中的溶解或分散(按照可被溶解或分散的最大量)比在甘油三酯油(例如葵花油)中的量多至少10倍。
術語“親水性微粒”被用來描述主要由親水性物質構成的微粒。然而應懂得，根據本發明，親水性微粒可能含有某個嚴格說來不是親水性的物質，例如微生物。優選地，含于親水性微粒中的這種非親水性物質的量不超過40重量％、更優選它不超過20重量％、而最優選它不超過5重量％。最優選的是，含于親水性微粒中的親水性物質在20℃的水中的溶解度比在相同溫度的甘油三酯油中的大至少10倍。
本文件中提到的微粒或顆粒的直徑或尺寸適當地是以本領域技術人員熟知的方式用篩網測定的。可應用孔徑遞減的一些篩網以重量％或vol％確定微粒和顆粒的粒徑分布。無論何時提到微粒或顆粒的平均直徑/尺寸或者中數直徑/尺寸，這指的是質量加權平均直徑，除非另有說明。
術語“離散的連續相”指的是作為可區分的基本均勻的相存在于附聚物中的相，它與含于同樣的附聚物中的非親脂性微粒形成可清楚地辨認的界面。為了證實這種界面的存在，可能有用的是采用能檢測這樣的界面的染色和/或分析技術。
“滑移熔點”在本文中定義為這樣的溫度在該溫度下，熔化的脂肪中的固相的量已變得如此低以致在填充有脂肪的開口毛細管內氣泡被迫向上升。
如果顆粒中的非親脂性微粒具有較小的平均直徑，例如在10～150μm范圍內，最優選在20～100μm范圍內，那么本發明的優點就特別突出。
前文定義的附聚物含有很多非親脂性微粒。所以，附聚物的直徑通常超過含于其中的非親脂性微粒的平均直徑的至少2倍，優選地，它超過所述平均直徑至少3倍。通常，所述附聚物將具有30～200μm范圍內的直徑，特別是在40～180μm范圍內，最優選在50～160μm范圍內。
本發明人已發現，本發明的粒狀物如果結合下列特征，就特別適用于功能性成分在例如面團中的受控送遞●顆粒具有40～290μm，優選50～250μm范圍內的平均直徑；●非親脂性微粒和離散的連續相的附聚物具有30～200μm范圍內的平均直徑；●很多非親脂性微粒具有10～150μm范圍內，優選在20～100μm范圍內的平均直徑；●所述顆粒含有50～90重量％的非親脂性微粒和離散的連續相的附聚物，以及10～50重量％的脂質外層●所述附聚物含有10～70重量％的非親脂性微粒和30～90重量％離散的連續相。
前述特征的組合保證在食品中應用時功能性食品成分可在整個產品基體內被均勻地送遞，即，即使當以較小的用量添加所述粒狀物時，例如低于食品的2重量％，也不出現所謂的“熱點”。
本發明提供了即使在高有效載荷下也表現出很少滲漏的粒狀物。因此，在一個優選的實施方案中，很多非親脂性微粒占顆粒的10～45重量％、更優選12～35重量％。根據一個特別優選的實施方案，至少80重量％的非親脂性微粒具有20～200μm范圍內、更優選25～150μm范圍內、而最優選在30～120μm范圍內的直徑。
在另一個特別優選的實施方案中，所述離散的連續相表現出至少30℃、更優選30～45℃的滑移熔點，而且脂質外層的滑移熔點不超過離散的連續相的滑移熔點5℃以上，更優選的是，脂質外層的滑移熔點不超過離散的連續相的滑移熔點。有利地，所述脂質外層表現出30～50℃、更優選32～45℃的熔點。
滑移熔點為30～45℃的離散的連續相與滑移熔點為至少30℃的脂質外層的結合應用(后一個滑移熔點不超過前一個滑移熔點5℃以上)保證當食物產品的溫度升高到大大高于環境溫度時所述粒狀物將有效地在該產品中送遞功能性食品成分。當應用于面團中時，在混合和成型過程中功能性食品成分將保留在顆粒中并且在醒發期間將釋放入面團。通常，即使不是全部也有大部分功能性成分將在焙烤前已被釋放入面團。
本發明的顆粒提供了重要的優點，即，它們能以受控制的方式被用于送遞功能性成分。這樣的受控送遞特別適合功能性成分，例如酶、氧化還原劑、微生物、酸化劑和調料。在一個甚至更優選的實施方案中，所述功能性成分選自酶、氧化還原劑及其組合。最優選地，所述功能性成分是酶。
本發明的粒狀物使得可能以這種方式控制含于其中的酶的活性，以致不過早地發生面團中淀粉、戊聚糖和/或蛋白質的酶促降解。在由于混合或升高的醒發溫度(通常在30℃～40℃之間和大約75～85％RH)導致的溫度升高后酶的延遲釋放保證了酶促降解的開始不早于混合過程的結束和醒發期間。所以，本發明的酶顆粒提供如下重要的優點，即，它們(i)使通常不能應用的酶的使用成為可能，因為在混合和捏和過程中這些酶對面團處理有很有害的影響；(ii)允許酶的高定量加料，導致更軟的面包瓤質地，更好的新鮮度和更大的體積，而沒有與谷物聚合物(淀粉、戊聚糖、面筋)的過早降解有聯系的對面團處理和面團穩定性的常見負面影響。
根據本發明一個特定的實施方案，所述非親脂性微粒含有至少10重量％的一種或多種選自碳水化合物、蛋白質、鹽和功能性食品成分的食品組分，所述功能性食品成分占非親脂性微粒的至少0.1重量％并且選自下組酶、氧化還原劑、酸化劑、親水性膠體、微生物、調料及其組合。
所述含于本顆粒中的非親脂性微粒優選含有至少30重量％、更優選至少50重量％、而最優選至少80重量％的一種或多種選自碳水化合物、蛋白質、鹽和功能性食品成分的食品組分。碳水化合物和蛋白質或其部分可以例如面粉的形式被適當地摻入所述顆粒。
當所述功能性食品成分是酶時，有益的是在本發明的非親脂性微粒中應用這種酶和大量非親脂性載體的組合。通常，如果非親脂性微粒含有一種或多種酶，所述酶在所述微粒中的濃度是至少0.01重量％，優選至少0.05重量％，而更優選至少0.1重量％。通常，含于非親脂性微粒中的酶的量不超過20重量％。優選地，所述量不超過5重量％，更優選它不超過3重量％。
除酶以外的功能性食品成分通常占非親脂性微粒的至少1重量％。根據一個特別優選的實施方案，所述非親脂性微粒含有至少30重量％、優選至少50重量％的親水性膠體、面粉、面筋、鹽、糖或其混合物。特別有利的是這樣的粒狀物，其中，所述非親脂性微粒含有0.1～5重量％酶和至少20重量％親水性膠體。
如前所述，本發明提供了這一優點，它使含有顆粒的均勻和一致的粒狀物的制備成為可能，所述顆粒中摻合了兩種或更多種不同的粒狀物質，特別是兩種或更多種不同類別的非親脂性微粒。在下列情況下本發明該實施方案的優點特別突出，即，如果不同的粒狀物質不但化學上不同，而且在堆積密度和/或平均粒徑方面表現出實質差別，例如堆積密度的差異至少是10％、或者甚至20％，和/或平均粒徑的差異至少是20％或者甚至至少是50％。
在本發明一個優選的實施方案中，將非親脂性微粒一起保持在附聚物內的連續相占附聚物的至少35重量％、更優選至少40重量％。通常，所述連續相將占附聚物的不大于80重量％，更優選它占附聚物的不大于75重量％。最優選地，附聚物含有25～60重量％的很多非親脂性微粒和75～40重量％的離散的連續相。將非親脂性微粒保持在一起的連續相可能適當地含有至少60重量％、優選至少80重量％、而最優選至少90重量％脂質。所述離散的連續相內存在的脂質適當地選自下組甘油三酯、甘油二酯、單酸甘油酯、磷脂、datems、lactems、citrems、acetems、硬脂酰-乳酸酯(stearyl-lactylates)、聚甘油酯、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸、蠟、皂及其組合。更優選地，所述脂質選自甘油三酯、甘油二酯、單酸甘油酯、datems。最優選地，應用的脂質是甘油三酯。蠟通常具有大大超過60℃的熔點。當蠟大量用于本發明的粒狀物時，釋放特性不利地受影響，因為酶活性將主要地在焙烤過程中而不是醒發過程中被釋放。所以，根據一個優選的實施方案，所述離散的連續相含有少于20重量％蠟。更優選地，所述連續相含有少于10重量％蠟，最優選地它不含蠟。根據這些相同的原因，優選的是，脂質外層也含有前述減小量的蠟。
基于脂質的連續相的應用提供的優點在于，較容易用親脂性外層包覆所述附聚物。此外，親脂性連續相的應用使制備具有獨特的緩釋特性的顆粒成為可能，特別是如果所述連續相表現出至少25℃、更優選至少30℃的滑移熔點。
所述親脂性外層適當地含有至少60重量％、更優選至少80重量％、而最優選至少90重量％的選自下組的脂質甘油三酯、甘油二酯、單酸甘油酯、磷脂、datems、lactems、citrems、acetems、硬脂酰-乳酸酯、聚甘油酯、蔗糖酯、脂肪酸、蠟、皂及其組合。在一個特別優選的實施方案中，前述脂質選自甘油三酯、甘油二酯、單酸甘油酯和datems，甘油三酯是最優選的。
本發明提供的優點在于，不應用大量包膠材料，特別是所述離散的連續相和脂質外層，就可實現高有效載荷的非親脂性微粒而沒有嚴重的滲漏。如上所述，所述離散的連續相通常占附聚物芯的不大于80重量％、或者甚至不大于75重量％。由于實際上非親脂性微粒已部分地被離散的連續相包膠，所以即使應用較薄的脂質外層也可實現有效的包膠。所以有利地，本發明的粒狀物中的顆粒含有12～40重量％、最優選15～30重量％的脂質外層。通常，所述脂質外層的厚度在6～25μm、優選7～20μm范圍內。
本發明包括這樣的顆粒，其中，離散的連續相和親脂性外層的組成是相同的。根據一個優選的實施方案，連續相和外層的組成不同，例如由不同的滑移熔點證實。
本發明人已發現，包含一種外層的顆粒表現得特別好，尤其是在焙烤應用中，所述外層含有至少50重量％的滑移熔點至少為30℃的甘油三酯脂肪以及至少1重量％的選自單酸甘油酯、甘油二酯、單酸甘油酯和/或甘油二酯的二乙酰酒石酸酯(datem)、硬脂酰-乳酸酯及其組合的脫模劑。雖然本發明人不希望受理論的束縛，但是認為所述顆粒已被摻入例如面團后，前述脫模劑能使功能性焙烤成分受控釋放，特別是它們能使釋放量隨溫度升高而迅速地增大。與現有技術已知的涂布的和包膠的體系相比，具有含甘油三酯脂肪和脫模劑的組合的涂層的顆粒提供的優點在于，通常以更逐漸的方式釋放功能性，能使功能性成分在例如面團制作過程的早期已經發揮它的某功能性。例如在酶的情況下，希望這種早期受控作用產生具有良好的稠度(consistency)和體積的焙烤產品。
本發明的顆粒有利地含有10～60重量％，優選15～50重量％的很多非親脂性微粒；15～40重量％，優選20～40重量％的離散的連續相；以及15～60重量％，優選15～45重量％的親脂性外層。通常，這三種組分一起占顆粒的至少80重量％，更優選占顆粒的至少90重量％，而最優選占顆粒的100重量％。
本發明的離散的連續相和/或親脂性外層可能適當地含有大量的乳化劑形式的脂質。本粒狀物非常適合將乳化劑送遞到食品內。此外，如前所述，在本粒狀物中摻合乳化劑提供的優點在于，它能改善粒狀物的釋放特性。所以，在本發明一個有利的實施方案中，所述粒狀物含有至少20重量％、更優選至少30重量％、而最優選至少40重量％的乳化劑，該乳化劑含于離散的連續相和/或親脂性外層中。所述乳化劑適當地選自下組甘油二酯、單酸甘油酯、磷脂、datems、lactems、citrems、acetems、硬脂酰-乳酸酯、聚甘油酯、蔗糖脂肪酸酯及其組合。最優選地，所述乳化劑選自下組甘油二酯、單酸甘油酯、datems、硬脂酰-乳酸酯及其組合。
本發明的組合物除了含有本顆粒外可以適當地含有其它的、優選是粒狀物的成分。本組合物的一個實施方案是面包改良劑組合物，特別是這樣的面包改良劑組合物，即，它另外含有至少一種或多種選自乳化劑、氧化還原劑、酸化劑、鹽、糖、面粉、酵母、蛋白質、乳品成分和脂肪的面包改良成分。通常，本顆粒和前述面包改良成分一起占本發明組合物的至少20％、優選至少60％、而最優選至少90％(按干物質的重量計)。本發明的面包改良劑組合物可能是液態面包改良劑制品，其中，所述顆粒和其它面包改良成分分散于液體例如水或液態甘油三酯油中。備選地，以及最優選地，所述面包改良劑組合物是粒狀、自由流動的粉末。通常，這樣的自由流動的粉末含有至少80重量％、優選至少90重量％的粒徑在200～1000μm范圍內的微粒。
本發明另一個實施方案涉及一種組合物，它含有至少80重量％、更優選至少90重量％、而最優選至少100重量％的本發明的顆粒。這樣的組合物可就這樣直接用于食品中或者它可適當地與其它食品成分預先摻合，例如摻入面包改良劑組合物。
本發明的顆粒顯示很少滲漏或不滲漏這一希望的特征是由于完整的親脂性外層(它使非親脂性微粒與外界隔離)的存在而實現的。確實，當在顯微鏡下觀察時，本發明組合物中的顆粒至多含有小部分這樣的顆粒，其中，親脂性外層被一種或多種非親脂性微粒透過。通常，少于30重量％的顆粒表現這樣的缺陷。更優選地，少于15重量％、而最優選少于5重量％的顆粒表現這一特定的缺陷。
本發明提供的優點在于，它能將不規則形狀的非親脂性微粒摻入顆粒同時保證這些微粒完全包在親脂性外層中。為了實現這一點，有利的是將不規則形狀的非親脂性微粒結合入形狀規則得多的附聚物。這一要求在數學上可表示如下Δnp≥0.4以及Δag/Δnp≤0.6
其中Δ＝E[(d1-ds)/(d1+ds)]Δnp表示非親脂性微粒的Δ；Δag表示附聚物的Δ；d1表示一個微粒或附聚物的最大直徑；ds表示同一微粒或附聚物的最小直徑；而E(x)表示關于x的期望值。
在一個特別優選的實施方案中，Δnp至少是0.5，最優選至少是0.6。比率Δag/Δnp優選不超過0.5，最優選它不超過0.4。
本發明另一方面涉及本文定義的組合物在面團或面糊、優選制面包用面團的制作中的應用。面團或面糊可通過將本發明的組合物與其它面團或面糊組分例如面粉、水和/或酵母混合而簡單地制作。通常，以足以送遞面團或面糊重量的0.01～5％的本顆粒的量摻合本發明的組合物。所以，本發明還提供一種面團或面糊，它包含0.01～5重量％的前文定義的顆粒。
本發明又一方面涉及一種生產上文定義的粒狀組合物、特別是包含平均直徑在30～290μm范圍內的顆粒的組合物的方法，所述方法包括a.提供平均直徑在10～150μm范圍內、優選在20～100μm范圍內的非親脂性微粒，所述微粒含有至少0.1重量％的一種或多種功能性食品成分；b.將所述非親脂性微粒與熔點為30～45℃的第一種熔化的脂質物質以1∶9～7∶3的重量比組合，接著混合以便獲得所述非親脂性微粒在所述熔化的脂質物質中的均勻分散體；c.將所述均勻分散體轉化為附聚物，其中，很多非親脂性微粒被離散的脂質連續相包覆，所述附聚物具有30～200μm范圍內的平均直徑；d.用熔點為至少30℃的第二種熔化的脂質物質涂布所述附聚物以便產生被脂質外層完全包圍的涂覆附聚物，其中，所述親脂性外層的熔點不超過所述離散的脂質連續相的熔點5℃以上；e.將所述涂覆附聚物冷卻到環境溫度或更低溫度；以及f.收集所述涂覆附聚物而獲得粒狀物。
發現了，如果通過噴霧冷卻或擠出(噴霧冷卻是最優選的)將所述均勻分散體轉化為附聚物，那么可應用較少量的脂質物質將均勻分散體轉化為附聚物。
應注意，本發明還包括一種方法，其中，在附聚之后和涂布步驟d以前，使附聚物經歷尺寸減小處理(例如研磨)、分級步驟(例如篩分或風力篩選)、圓形化處理或中間涂布步驟。本發明方法的涂布步驟c可應用本領域熟知的涂布技術適當地實施。優選地，應用的涂布技術選自流化床涂布或轉鼓涂布。最優選地，利用流化床涂布涂親脂性外層。流化床涂布提供的優點在于，附聚物不暴露于大的摩擦力。所以，可以較容易地制備具有很均勻的粒徑和完整的外涂層的涂覆微粒。
借助如下實施例進一步闡述本發明。
實施例實施例1噴霧冷卻在一個容器內熔化熔點為35℃的浸漬熔化的脂肪(AkofineTMW00；N25＝89％；N30＝48％；N35＝3％)。將FungamylTM1600 BG(ex Novozymes)，平均粒徑為160μm的焙烤食品用酶(淀粉酶)粒狀物研磨至質量加權平均直徑為87μm，隨后借助于高速剪切混合機(Polytron PT3100)分散入熔化的脂肪。所得脂肪分散體含有10重量％酶粒狀物。
應用加熱的雙流體噴嘴進行前述熔化的脂肪分散體的霧化。將噴嘴保持在遠遠高于脂肪熔點的預先設置的溫度。經由蠕動泵通過受熱管將脂肪分散體進料到噴嘴并且通過壓力下的氮氣進行霧化。通過采用霧化壓力將霧化的脂肪的粒徑調節到約500μm。將液滴噴入液氮浴并在操作結束時收集。這樣獲得的粒狀物具有約500μm的質量加權平均直徑。
將這樣獲得的脂肪涂覆的粒狀物質分成兩個樣品，即，粒狀物A和粒狀物B。
流化床涂布將具有Wurster幾何形狀和熱熔化設備的Glatt公司的GPCG-1.1流化床涂布器用來對含于樣品A中的噴霧冷卻的微粒以及研磨的FungamylTM1600 BG酶制劑施涂外涂層。熱熔Wurster法應用流過一個圓筒的高速空氣流，所述圓筒置于中央，正好位于圓錐形室的窄底部處的空氣入口的上方。圓筒內部的空氣速度比外部高得多。所以，在操作期間，微粒的流化床連續地循環向上流過圓筒和向下流到圓筒外部。
將粒狀物A導入涂布裝置的圓錐形室并且形成流化床。將涂料-即，與噴霧冷卻步驟中應用的相同的脂肪熔化并且進料通過受熱的管而流向噴嘴。通過將熔化的脂肪從噴嘴噴到圓筒內流化的顆粒上而對粒狀物A施涂脂肪涂層。在涂布操作中，微粒離開圓筒頂部后回落入流化床。在下降過程中涼空氣使涂料凝結，所以微粒一旦到達室底部就準備好被再次涂布。這樣獲得的粒狀物A具有約600μm的質量加權平均粒徑。含于粒狀物A中的脂肪中，有50％存在于噴霧冷卻的芯微粒內，而50％處于在脂肪涂布期間被施涂的脂肪層中。
以相同的方式涂布研磨的酶粒狀物。所得涂覆粒狀物C具有285μm的質量加權平均粒徑。在涂布過程中施涂的脂肪層占粒狀物C的59重量％。
顯微鏡檢查利用亮視野形式在光學顯微鏡下研究粒狀物A和B。由于含于顆粒中的脂肪比FungamylTM微粒更透明，所以，容易從顯微圖像看清楚有很多酶微粒已夾在粒狀物A和B中。
粒狀物B中有較大部分的酶微粒被包埋在顆粒的外層，即，直接與周圍氣氛接觸。相反，粒狀物A的顯微圖像顯示，顆粒含有約20～50μm厚的、包覆含酶芯顆粒的完整涂層。
附1和2提供了代表粒狀物A和B的顆粒的示意性截面圖像。這些圖都是基于前述顯微圖像制作的。


圖1顯示了噴霧冷卻酶物質在脂肪中的分散體之后獲得的顆粒1。顆粒1含有很多含有酶物質的微粒3。這些微粒3被脂肪連續相2包覆和保持在一起。顆粒1中較大數量的微粒3僅僅部分地包埋于脂肪連續相2中并且與外部大氣直接接觸。圖1還顯示了，顆粒1比其內截留的很多微粒3的形狀規整得多，例如呈球形。
圖2顯示了顆粒1的流化床涂布后獲得的顆粒5。顆粒5含有脂肪外層4，它完全地包覆得自前述噴霧冷卻步驟的顆粒1。如圖2中所示，脂肪涂層4將全部微粒3與周圍氣氛隔離。所以，當與水直接接觸時，顆粒5將比顆粒1表現出少得多的滲漏。
穩定性試驗通過將少量粒狀物分散在20℃的去離子水中評估了粒狀物A、B和C的穩定性。作為時間的函數監測了水的電導率。測定的電導率以加熱到60℃將粒狀物完全破壞時測定的最大電導率的百分數表示。
結果表明，在20分鐘內，粒狀物C的電導率增大到最大電導率的80％。關于粒狀物B觀察到的電導率增大幅度較小，但是100分鐘以后電導率已增大到最大值的24％。相比之下，100分鐘以后關于粒狀物A沒有觀察到電導率的顯著增大。即使20小時以后，粒狀物A的電導率增大到不超過最大電導率的10％。
實施例2以如實施例1中所述相同的方式生產了粒狀物A和B，所不同的是，粒狀物A是通過采用用量少得多的脂肪涂布粒狀物B而獲得的。含于粒狀物A中的脂肪中，85％存在于噴霧冷卻的芯微粒內，15％存在于脂肪涂布過程中施涂的脂肪層中。再一次，電導率測試表明，粒狀物A比粒狀物B穩定得多。
實施例3將如下成分按照所示重量比干混高直鏈淀粉(National 1900，ex National Starch)∶麥芽糖糊精(GranadexTMMD20，ex Avebe)∶微晶纖維素(VivapurTMMCC，type 101，ex Rettenmaier &Sohne)∶FungamylTM1600 BG，重量比為22.5∶22.5∶45∶10。
添加水(濕混合物的40重量％)并且將濕混合物揉捏直到形成具有松脆結構(short structure)的面團。在低壓力下從NicaTM藍式擠出機中擠出該面團。意大利式細面條樣的擠出物落到在球化轉鼓(spheronisation drum)的底部的轉盤上。在這里將擠出物破碎并且團成球形。在該操作中添加少量微晶纖維素以減小微粒的粘性。接著在流化床干燥機(Glatt GPCG 1.1)內干燥球化的粒狀物。這樣獲得的粒狀物具有1.5mm的質量加權平均直徑。
隨后，如實施例1中所述那樣在流化床涂布機中涂布干燥后的粒狀物。所得涂覆的粒狀物具有1.6mm的質量加權平均直徑。如實施例1中所述那樣進行了電導率測試，結果表明涂覆的微粒表現出很少的滲漏。
實施例4通過首先研磨商品化α-淀粉酶制品(BAN800 ex NOVO)制備了含酶粒狀物。原始酶制品(研磨以前)的粒徑分布是54.35％＞250μm；0.9％＜100μm；0％＜50μm。
研磨后的粒徑分布是99.8％＜250μm；74％＜100μm；30％＜50μm；11％＜20μm。
然后，在一個兩步法中將研磨后的酶制品包覆，其中先應用噴霧結晶隨后流化床涂布。在噴霧結晶以前，利用Ultra TurraxTM混合機，以1∶9的酶微粒∶脂肪重量比將酶微粒均勻地分散入熔化的脂肪(熔點為45℃的氫化棕櫚油)中。將所述脂肪和均化的懸浮物的溫度保持在脂肪熔點以上約10～15℃以防過早地結晶。在Glatt CPCG 15噴霧冷卻設備中，應用22mm的噴嘴直徑、3.5巴的噴霧壓力和閥位置19，將所述均化的懸浮物以310g/min的速率結晶。利用冷空氣(500m3/hr)冷卻微粉化的懸浮物。冷空氣入口溫度是8℃，而出口溫度是12℃。噴霧6分鐘后取出結晶了的粉末。
然后，將噴霧結晶的微粒轉移到Glatt CPCG 1流化床涂布機中。應用22mm的噴嘴直徑、2.5巴的噴霧壓力，將含有氫化棕櫚油(熔點為45℃)的涂布液以17g/min的速率噴到流化后的酶微粒上。應用閥位置28，以57m3/hr的速率導入空氣(19℃)以保持流化床。在流化床涂布機中施涂的涂覆料的量相當于噴霧結晶的微粒的約10重量％。從流化床涂布機中獲得的粒狀物的粒徑主要在30～200μm范圍內。
按照下列面團配方應用了得自流化床涂布機的粒狀物和噴霧結晶的粉末

發現了面團A比面團B容易處理得多，因為它粘性更小。
然后，將面團加工成形并且焙烤而生產600g的面包。面包A的面包瓤結構比面包B的面包瓤結構更規整。此外，面包B的面包瓤完全是非彈性的而且很粘，而面包A的面包瓤很有彈性并且只是稍微有點粘，表明了A類粒狀物可用來送遞高用量的α-淀粉酶而不引起不利的面團性能和損害的面包瓤結構。
實施例5重復了實施例4，所不同的是，在噴霧結晶以前沒有研磨淀粉酶制品。按照實施例4中所述配方將所得流化床涂布的粒狀物用于面團中。發現面團處理性能比實施例4中的面團A差，但與面團B相似。發現了瓤中出現熱點，導致瓤結構的局部破壞。
權利要求
1.一種包含至少0.1重量％的適用于食料的顆粒的組合物，所述顆粒具有30～3000μm范圍內的平均直徑并且包含a.3～70重量％的很多平均直徑在3～300μm范圍內的非親脂性微粒，所述微粒含有至少0.1重量％的一種或多種功能性食品成分；b.10～80重量％的含有至少90重量％脂質的離散的連續相，該連續相包覆所述非親脂性微粒并且將它們保持在一起，非親脂性微粒和連續相的結合形成直徑在20～2000μm范圍內的附聚物；以及c.10～80重量％的包圍所述附聚物的親脂性外層，該親脂層表現出至少30℃的滑移熔點。
2.權利要求1的組合物，其中，所述顆粒的平均直徑在40～290μm范圍內，優選在50～250μm范圍內，所述顆粒包含50～90重量％的所述附聚物，該附聚物具有30～200μm范圍內的中數直徑并且含有i.10～70重量％的很多非親脂性微粒，所述非親脂性微粒具有10～150μm，優選20～100μm范圍內的平均直徑；和ii.30～90重量％的離散的連續相，所述離散的連續相表現出至少30℃的滑移熔點；和10～50重量％的脂質外層，其中，所述脂質外層的滑移熔點不超過所述離散的連續相的滑移熔點5℃以上。
3.權利要求1的組合物，其中，所述非親脂性微粒含有至少10重量％的一種或多種選自下組的食品組分碳水化合物、蛋白質、鹽和功能性食品成分，所述功能性食品成分占所述非親脂性微粒的至少0.1重量％并且選自下組酶、氧化還原劑、酸化劑、親水性膠體、微生物、調料及其組合。
4.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述很多非親脂性微粒占所述顆粒的10～40重量％、優選12～35重量％。
5.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述非親脂性微粒含有0.01～5重量％、優選0.1～3重量％的酶。
6.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述非親脂性微粒含有至少30重量％、優選至少50重量％的親水性膠體、面粉、面筋、鹽、糖或其混合物。
7.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述附聚物含有25～60重量％的很多非親脂性微粒和75～40重量％的離散的連續相。
8.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述顆粒含有15～30重量％的脂質外層。
9.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述脂質外層的厚度在6～25μm、優選7～20μm范圍內。
10.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述脂質外層表現出30～50℃、優選32～45℃的熔點。
11.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述離散的連續相中的脂質選自下組甘油三酯、甘油二酯、單酸甘油酯、磷脂、datems、lactems、citrems、acetems、硬脂酰-乳酸酯、聚甘油酯、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸、蠟、皂及其組合。
12.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述功能性食品成分選自下組酶、氧化還原劑、酸化劑、微生物、調料及其組合。
13.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述親脂性外層含有至少80重量％的選擇下組的脂質甘油三酯、甘油二酯、單酸甘油酯、磷脂、datems、lactems、citrems、acetems、硬脂酰-乳酸酯、聚甘油酯、蔗糖酯、脂肪酸、蠟、皂及其組合。
14.前述權利要求任一項的組合物，所述顆粒含有10～60重量％的很多非親脂性微粒；15～40重量％的離散的連續相；和15～60重量％的親脂性外層。
15.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述外層的熔點不超過所述離散的連續相的熔點。
16.前述權利要求任一項的組合物，其中，所述組合物含有至少1重量％、優選至少10重量％、更優選至少90重量％的所述顆粒。
17.前述權利要求任一項的組合物在制作面團或面糊、優選制面包用面團中的應用。
18.一種面團或面糊，它包含0.01～5重量％的如權利要求1中定義的顆粒。
19.生產權利要求2～18任一項的組合物的方法，所述方法包括a.提供平均直徑在10～150μm范圍內的非親脂性微粒，所述微粒含有至少0.1重量％的一種或多種功能性食品成分；b.將所述非親脂性微粒與熔點為30～45℃的第一種熔化的脂質物質以1∶9～7∶3的重量比組合，接著混合以便獲得所述非親脂性微粒在所述熔化的脂質物質中的均勻分散體；c.將所述均勻分散體轉化為附聚物，其中，很多非親脂性微粒被離散的脂質連續相包覆，所述附聚物具有20～200μm范圍內的平均直徑；d.用熔點為至少30℃的第二種熔化的脂質物質涂布所述附聚物以便產生被脂質外層完全包圍的涂覆附聚物，其中，所述親脂性外層的熔點不超過所述離散的脂質連續相的熔點5℃以上；e.將所述涂覆附聚物冷卻到環境溫度或更低溫度；以及f.收集所述涂覆附聚物而獲得粒狀物。
20.權利要求19的方法，其中，通過噴霧冷卻或擠出，優選通過噴霧冷卻將所述均勻分散體轉化為附聚物。
21.權利要求19或20的方法，其中，涂布步驟d采用流化床涂布或轉鼓涂布。
全文摘要
本發明涉及一種包含至少0.1重量％的適用于食料的顆粒的組合物，所述顆粒具有30～3000μm范圍內的平均直徑并且包含a.3～70重量％的很多平均直徑在3～300μm范圍內的非親脂性微粒，所述微粒含有至少0.1重量％的一種或多種功能性食品成分；b.10～80重量％的含有至少90重量％脂質的離散的連續相，該連續相包覆所述非親脂性微粒并且將它們保持在一起，非親脂性微粒和連續相的結合形成直徑在20～2000μm范圍內的附聚物；以及c.10～80重量％的包圍所述附聚物的親脂性外層，該親脂層表現出至少30℃的滑移熔點。
文檔編號C12N9/98GK1949980SQ200580014110
公開日2007年4月18日 申請日期2005年3月4日 優先權日2004年3月4日
發明者M·米諾爾, E－M·迪斯特赫夫特, P·施托爾茨 申請人:Csm荷蘭有限公司