專利名稱：：碳水化合物基質中含有脂溶性物質的組合物的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及在玻璃狀碳水化合物基質中含有脂溶性物質的組合物、其制備方法、及其在食品和飼料強化中的應用。脂溶性維生素的水溶性組合物在人類和動物營養(yǎng)領域中起著重要作用。這類組合物通常以乳液或干燥粉末形式在市場上銷售。這類組合物的共同特征是，通常用基質組分例如明膠基質來保護脂溶性維生素。穩(wěn)定的維生素組合物一般是通過其中將維生素以粉末形式包封在基質內(nèi)的方法制得的。市售產(chǎn)品有例如包封在CAPSUL基質內(nèi)的維生素A棕櫚酸酯，其商品名是VitaminAPalmitate250SD，由F．Hoffmann-LaRocheAG出產(chǎn)，和包封在明膠基質內(nèi)的維生素A棕桐酸酯，其商品名是VitaminAPalmitate250CWS，由F．Hoffmann-LaRocheAG出產(chǎn)。所有這些市售產(chǎn)品都對空氣、熱、光和濕度敏感。因此，一直需要改善在常規(guī)貯存條件下的穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明的目的是，提供包含表現(xiàn)出改善貯存穩(wěn)定性的脂溶性物質的組合物?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過將一種或多種脂溶性物質包封在玻璃狀低分子量碳水化合物基質中可改善其貯存穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明涉及含有約1wt％-約40wt％包封在碳水化合物基質內(nèi)的脂溶性物質、約0．1wt％-約30wt％乳化劑、以及任選含有的約0．1wt％-約15wt％抗氧化劑的組合物，其中所述碳水化合物基質由可任選與高分子量碳水化合物結合使用的麥芽糖或麥芽糖糖漿、或低分子量碳水化合物混合物組成，并且所述百分比是按組合物總重量計的。脂溶性物質包括選自維生素A、維生素E、維生素D和維生素K及它們的衍生物的脂溶性維生素；類胡蘿卜素，例如β-胡蘿卜素、蝦青素、阿樸胡蘿卜醛、雞油菌黃質(canthaxathin)、阿樸酯(apoester)、柑桔皮類胡蘿卜素(citranaxanthin)和玉米黃質；多不飽和脂肪酸和它們的混合物。特別適合的產(chǎn)品含有脂溶性維生素、優(yōu)選維生素A及其衍生物、尤其是維生素A乙酸酯或維生素A棕櫚酸酯。如果所述組合物含有脂溶性維生素，向其中加入抗氧化劑是有利的。本發(fā)明優(yōu)選的組合物含有約1wt％-約40wt％包封在碳水化合物基質內(nèi)的脂溶性維生素、約0．1wt％-約30wt％乳化劑和約0．1wt％-約15wt％抗氧化劑，其中所述碳水化合物基質包含可任選與高分子量碳水化合物結合使用的麥芽糖或麥芽糖糖漿、或低分子量碳水化合物混合物，并且所述百分比是按組合物總重量計的。多不飽和脂肪酸的優(yōu)選實例選自花生四烯酸(AA)、二十二碳六烯酸(DHA)或二十碳五烯酸(EPA)。低分子量碳水化合物包括單糖和二糖，例如果糖、葡萄糖、葡萄糖漿、蔗糖、乳糖、右旋糖、麥芽糖、高麥芽糖固體(糖漿)、木糖、阿拉伯糖、核糖和糖醇。特別優(yōu)選果糖、葡萄糖、葡萄糖漿、麥芽糖和蔗糖。麥芽糖還可以以含有50wt％以上麥芽糖的高麥芽糖固體(糖漿)的形式使用。低分子量碳水化合物以約30wt％-約95wt％、優(yōu)選約50wt％-約85wt％、更優(yōu)選約70wt％的水平使用。高分子量碳水化合物包括例如麥芽糖糊精，其以0wt％-約50wt％、優(yōu)選約10wt％-約40wt％、更優(yōu)選約30wt％的水平使用。麥芽糖糊精可以以商品名MALTRIN從GrainProcessing公司購得。合適的乳化劑是聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯；例如聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇三月桂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇三棕櫚酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯和聚氧化烯脫水山梨醇三油酸酯，尤其是可從ICI購得的商品名為吐溫(TWEEN)(例如TWEEN80、TWEEN60、TWEEN40和TWEEN20)的聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯，NationalStarch&Chemical公司的商品名為CAPSUL和HI-CAP的化學改性淀粉，和抗壞血酸的棕櫚酸酯。合適的抗氧化劑選自抗壞血酸鈉、抗壞血酸的棕櫚酸酯、dl-α-生育酚、混合生育酚、卵磷脂、丁基化羥基甲苯(BHT)、丁基化羥基茴香醚(BHA)及它們的混合物。優(yōu)選抗壞血酸鈉、抗壞血酸的棕櫚酸酯、dl-α-生育酚、混合生育酚和卵磷脂。可將抗氧化劑加到水相和／或脂相中?？箟难徕c優(yōu)選加到水相中?？箟难岬淖貦八狨ズ停騞l-α-生育酚優(yōu)選加到脂相中。大體來說，本發(fā)明組合物可這樣制備制備含有約1wt％-約40wt％脂溶性物質、可任選與0wt％-約50wt％高分子量碳水化合物結合使用的約30wt％-約85wt％麥芽糖或低分子量碳水化合物混合物、約0．1wt％-約30wt％乳化劑、和可任選含有的約0．1wt％-約15wt％抗氧化劑的水包油乳液；如果需要的話，將該乳液轉化成干粉末。很明顯，各成分的總量不能超過100wt％。通常首先將可任選與高分子量碳水化合物結合使用的低分子量碳水化合物溶解在水中。在約20℃-約90℃、優(yōu)選約40℃-約75℃進行該步操作是有利的。然后加入抗氧化劑和乳化劑。以這種方式獲得了所述的碳水化合物基質。然后，將脂溶性物質或幾種脂溶性物質的混合物與抗氧化劑混合(如果需要加入抗氧化劑的話)，把所得混合物逐步加到水相中，同時用攪拌器將混合物均化，以形成水包油乳液。該操作可易于在約室溫-約80℃、優(yōu)選約30℃-約50℃、更優(yōu)選約40℃下進行?？赏ㄟ^本領域已知方法，例如噴霧干燥將由此制得的乳液轉化成干粉末。本發(fā)明組合物在高達35℃的溫度下表現(xiàn)出優(yōu)良的穩(wěn)定性，并在潮濕條件下表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。使用低分子量碳水化合物混合物防止了糖從玻璃狀碳水化合物基質中結晶出來，因此改善了脂溶性物質的穩(wěn)定性、尤其是改善了脂溶性物質在潮濕條件下的穩(wěn)定性。本發(fā)明組合物可用于多維生素片、硬明膠膠囊和干食品和飼料組合物。此外，本發(fā)明組合物可不使用任何粘合劑而直接與糖例如蔗糖混合。這是很重要的優(yōu)點，因為現(xiàn)有技術產(chǎn)品VitaminAPalmitate250SD或VitaminAPalmitate250CWS需要使用油和粘合劑來確保均勻和不離析。為了強化糖，通過將糖和本發(fā)明組合物的干粉末以約14∶1-約4∶1的比例混合來制備預混合物是有利的。在加入到干粉末中之前，優(yōu)選通過加入少量飽和蔗糖溶液或水將糖晶體潤濕。為了降低其吸濕性，將該預混合物用防結塊劑例如硅酸或硅酸鹽包衣(僅通過將該預混合物與防結塊劑一起搖動即可)是有利的。防結塊劑以約0．2wt％-約2wt％的量加入。通過下述實施例舉例說明本發(fā)明實施例1將辛烯基丁二酸淀粉鈉(starchsodiumoctenylsuccinate)(84．0g；CAPSUL，購自NationalStarch&Chemical，Bridgewater，NJ)溶解在水(402g)中，并加熱至65℃。然后將蔗糖(461．5g)和麥芽糖糊精(243．1g；MALTRINM100；GrainProcessing公司．，Muscatine，Iowa)溶解在該淀粉溶液中，并把溫度保持在約65℃。之后把抗壞血酸鈉(15g)加到該蔗糖溶液中，并把溶液保持在40℃。在與脂相均化之前補充由于蒸發(fā)造成的水損失。將維生素A的棕櫚酸酯(179．6g)、dl-α-生育酚(15．75g)和抗壞血酸的棕櫚酸酯(15．75g)的混合物攪拌并加熱至40℃，然后在所述溫度下攪拌約15分鐘。然后將該脂相混合物(201g)逐步加到蔗糖溶液中，并在氮氣氛下用均化器(Gifford-Wood均化器)均化，以獲得粒徑約為0．2-1．5微米的乳液。如果需要的話，加入水來調節(jié)該乳液的粘度。將乳液噴霧干燥(NiroAtomizer，Copenhagen，Denmark)以獲得粉末。實施例2將辛烯基丁二酸淀粉鈉(84．0g；CAPSUL，購自NationalStarch&Chemical，Bridgewater，NJ)溶解在水(374g)中，并加熱至65℃。然后將麥芽糖(368．2g)和麥芽糖糊精(364．7g；MALTRINM100；GrainProcessing公司，Muscatine，Iowa)溶解在該淀粉溶液中，并把溫度保持在約65℃。之后把抗壞血酸鈉(15g)加到該麥芽糖溶液中，并把溶液保持在40℃。在與脂相均化之前補充由于蒸發(fā)造成的水損失。將維生素A的棕櫚酸酯(179．6g)、dl-α-生育酚(15．75g)和抗壞血酸的棕櫚酸酯(15．75g)的混合物攪拌并加熱至40℃，然后在所述溫度下攪拌約15分鐘。然后將該脂相混合物(201g)逐步加到麥芽糖溶液中，并在氮氣氛下用均化器(Gifford-Wood均化器)均化，以獲得粒徑約為0．2-1．5微米的乳液。如果需要的話，加入水來調節(jié)該乳液的粘度。將乳液噴霧干燥(NiroAtomizer，Copenhagen，Denmark)以獲得粉末。實施例3將辛烯基丁二酸淀粉鈉(84．0g；CAPSUL，購自NationalStarch&Chemical，Bridgewater，NJ)溶解在水(366g)中，并加熱至65℃。然后將蔗糖(69．2g)、葡萄糖漿(88g)、麥芽糖(73．6g)、葡萄糖(76．0g)、果糖(69．2g)和麥芽糖糊精(364．7g；MALTRINM100；GrainProcessing公司，Muscatine，Iowa)溶解在該淀粉溶液中，并把溫度保持在約65℃。之后把抗壞血酸鈉(15g)加到該蔗糖溶液中，并把溶液保持在40℃。在與脂相均化之前補充由于蒸發(fā)造成的水損失。將維生素A的棕櫚酸酯(179．6g)、dl-α-生育酚(15．75g)和抗壞血酸的棕櫚酸酯(15．75g)的混合物攪拌并加熱至40℃，然后在所述溫度下攪拌約15分鐘。然后將該脂相混合物(201g)逐步加到蔗糖溶液中，并在氮氣氛下用均化器(Gifford-Wood均化器)均化，以獲得粒徑約為0．2-1．5微米的乳液。如果需要的話，加入水來調節(jié)該乳液的粘度。將乳液噴霧干燥(NiroAtomizer，Copenhagen，Denmark)以獲得粉末。實施例4將辛烯基丁二酸淀粉鈉(84．0g；CAPSUL，購自NationalStarch&Chemical，Bridgewater，NJ)溶解在水(377g)中，并加熱至65℃。然后將蔗糖(115g)、麥芽糖(122．3g)、葡萄糖(126．2g)和麥芽糖糊精(364．7g；MALTRINM100；GrainProcessing公司，Muscatine，Iowa)溶解在該淀粉溶液中，并把溫度保持在約65℃。之后把抗壞血酸鈉(15g)加到該蔗糖溶液中，并把溶液保持在40℃。在與脂相均化之前補充由于蒸發(fā)造成的水損失。將維生素A的棕櫚酸酯(179．6g)、dl-α-生育酚(15．75g)和抗壞血酸的棕櫚酸酯(15．75g)的混合物攪拌并加熱至40℃，然后在所述溫度下攪拌約15分鐘。然后將該脂相混合物(201g)逐步加到蔗糖溶液中，并在氮氣氛下用均化器(Gifford-Wood均化器)均化，以獲得粒徑約為0．2-1．5微米的乳液。如果需要的話，加入水來調節(jié)該乳液的粘度。將乳液噴霧干燥(NiroAtomizer，Copenhagen，Denmark)以獲得粉末。實施例5穩(wěn)定性評價將如實施例1-4所述制得的每一樣品與蔗糖以1∶4的比例混合。然后把所得混合物在密封的聚乙烯袋中于37℃／75％相對濕度下貯存，以評價維生素A穩(wěn)定性。維生素A的棕櫚酸酯在不同時間間隔的％保留量如下表1所示。結果發(fā)現(xiàn)，依據(jù)本發(fā)明僅用麥芽糖(實施例2)或用低分子量碳水化合物(實施例3和4)制得的樣品自始至終都具有良好穩(wěn)定性，而在僅用蔗糖(實施例1)制得的樣品中，貯存1．5個月后維生素A驟然損失，這顯著降低了該產(chǎn)品的貯存壽命。表1<tablesid="table1"num="001"><table>實施例1實施例2實施例3實施例4蔗糖46．1506．9211．5麥芽糖034．616．9211．5葡萄糖漿006．920葡萄糖006．9211．5果糖006．920MaltrinM10023．0734．6134．6134．61Capsul7．697．697．697．69維生素A的棕櫚酸酯17．117．117．117．1抗壞血酸鈉1．51．51．51．5α-DL-生育酚1．51．51．51．5抗壞血酸的棕櫚酸酯1．51．51．51．5水(1．5)(1．5)(1．5)(1．5)總共100100100100在37℃／75RH維生素A％保留量起初1001001001000．5個月99．189．891．294．21．0個月10499．096．61051．5個月10092．794．194．02．0個月092．999．287．72．5個月086．755．952．83．0個月073．954．247．8</table></tables>實施例6制備含有硅酸的糖預混合物將辛烯基丁二酸淀粉鈉(84g；CAPSUL，購自NationalStarch&Chemical，Bridgewater，NJ)溶解在水(379g)中。將蔗糖(115．4g)、麥芽糖(120．2g)、葡萄糖(126．6g)、果糖(122．7g)和麥芽糖糊精(243．1g；MALTRINM100；GrainProcessing公司，Muscatine，Iowa)溶解在該淀粉溶液中，并把溫度升至約65℃。然后把抗壞血酸鈉(15g)加到該蔗糖溶液中，并把溶液保持在40℃。在與脂相均化之前補充由于蒸發(fā)造成的水損失。將維生素A的棕櫚酸酯(188．1g)、dl-α-生育酚(16．5g)和抗壞血酸的棕櫚酸酯(16．5g)的混合物攪拌并加熱至40℃，然后在所述的溫度攪拌約15分鐘。然后將該脂相混合物(201g)逐步加到蔗糖溶液中，并在氮氣氛下用均化器(Gifford-Wood均化器)均化，以獲得粒徑約為0．2-1．5微米的乳液。如果需要的話，加入水來調節(jié)該乳液的粘度。將乳液噴霧干燥(NitroAtomizer，Copenhagen，Denmark)以獲得粉末。通過將蔗糖(100g)溶解在水(50g)中來制備飽和蔗糖溶液。把該飽和蔗糖溶液(15g)加到蔗糖晶體(600g)中，然后混合直至晶體均勻地潤濕。將潤濕的晶體(615g)逐步加到上述制備的噴霧干燥粉末(150g)中，同時將混合物輕微混合。將該混合物在干燥器中干燥一個周末，然后在裝有氯化鈣的干燥器(約30％相對濕度)中平衡。之后通過與硅酸一起搖動來將該混合物(490g)用硅酸(7．35g)包衣以降低其吸濕性。權利要求1．一種組合物，基于該組合物的總重量并以重量百分比計，包含約1wt％-約40wt％包封在碳水化合物基質內(nèi)的脂溶性物質，其中所述碳水化合物基質包含可任選與高分子量碳水化合物結合使用的麥芽糖或麥芽糖糖漿、或低分子量碳水化合物混合物；約0．1wt％-約30wt％乳化劑；以及可任選含有的約0．1wt％-約15wt％抗氧化劑。2．權利要求1的組合物，其中所述碳水化合物基質由低分子量碳水化合物混合物和高分子量碳水化合物組成。3．權利要求1或2的組合物，其中所述低分子量碳水化合物選自果糖、葡萄糖、葡萄糖漿、蔗糖、乳糖、右旋糖、麥芽糖、高麥芽糖固體(糖漿)、木糖、阿拉伯糖、核糖和糖醇。4．權利要求1或2的組合物，其中所述低分子量碳水化合物選自果糖、葡萄糖、葡萄糖漿、麥芽糖和蔗糖。5．權利要求1的組合物，其中所述碳水化合物基質由麥芽糖或含有50wt％以上麥芽糖的高麥芽糖固體(糖漿)與高分子量碳水化合物組成。6．根據(jù)權利要求1-5任一項的組合物，其中所述高分子量碳水化合物是麥芽糖糊精。7．根據(jù)權利要求1-6任一項的組合物，其中所述脂溶性物質是選自維生素A、維生素E、維生素D和維生素K及其衍生物的脂溶性維生素、類胡蘿卜素、多不飽和脂肪酸以及它們的混合物。8．權利要求7的組合物，其中所述維生素A衍生物是維生素A的乙酸酯或維生素A的棕櫚酸酯。9．權利要求7的組合物，其中所述類胡蘿卜素選自β-胡蘿卜素、蝦青素、阿樸胡蘿卜醛、雞油菌黃質、阿樸酯(apoester)、柑桔皮類胡蘿卜素(citranaxanthin)和玉米黃質。10．權利要求7的組合物，其中所述多不飽和酸選自花生四烯酸(AA)、二十二碳六烯酸(DHA)或二十碳五烯酸(EPA)。11．根據(jù)權利要求1-10任一項的組合物，其中所述組合物含有約30wt％-約95wt％、優(yōu)選約50wt％-約85wt％、更優(yōu)選約70wt％的低分子量碳水化合物。12．根據(jù)權利要求1-11任一項的組合物，其中所述組合物含有0wt％-約50wt％、優(yōu)選約10wt％-約40wt％、更優(yōu)選約30wt％的高分子量碳水化合物。13．根據(jù)權利要求1-12任一項的組合物，其中所述乳化劑是聚氧乙烯脫水山梨醇-脂肪酸酯、化學改性淀粉或抗壞血酸的棕櫚酸酯。14．根據(jù)權利要求1-13任一項的組合物，其中所述抗氧化劑選自抗壞血酸鈉、抗壞血酸的棕櫚酸酯、dl-α-生育酚、混合生育酚、卵磷脂和它們的混合物。15．含有如權利要求1-14任一項所述的組合物和糖的強化食品的預混合物。16．制備如權利要求1-14任一項所述的組合物的方法，該方法包括制備含有約1wt％-約40wt％脂溶性物質、可任選與0wt％-約50wt％高分子量碳水化合物結合使用的約30wt％-約85wt％麥芽糖或低分子量碳水化合物的混合物、約0．1wt％-約30wt％乳化劑和可任選含有的約0．1wt％-約15wt％抗氧化劑的水包油乳液；如果需要的話，將該乳液轉化成干粉末。17．根據(jù)權利要求1-14任一項的組合物在多維生素片、硬明膠膠囊和干食品以及飼料組合物中的應用。18．制備預混合物的方法，該方法包括將糖和根據(jù)權利要求1-12任一項的干粉形式的組合物以大約14∶1-約4∶1的比例混合。19．權利要求18的方法，其中在加到干粉中之前通過加入少量飽和蔗糖溶液或水將糖潤濕。20．根據(jù)權利要求18或19的方法，其中加入抗結塊劑，抗結塊劑的量優(yōu)選為約0．2wt％-約2wt％。21．權利要求20的方法，其中所述抗結塊劑是硅酸或硅酸鹽。22．基本上如上所述、尤其是如實施例所述的新組合物、預混合物、方法以及應用。全文摘要本發(fā)明涉及在玻璃狀碳水化合物基質中含有脂溶性物質的組合物,其中所述碳水化合物基質由麥芽糖或低分子量碳水化合物混合物、和可任選使用的高分子量碳水化合物組成。本發(fā)明組合物可用于多維生素片、硬明膠膠囊和干食品以及飼料組合物,以及可用于強化糖。文檔編號A23P1/04GK1279112SQ0012006公開日2001年1月10日申請日期2000年7月5日優(yōu)先權日1999年7月6日發(fā)明者C-C·陳,B·魯恩伯格,E·采迪申請人:弗·哈夫曼-拉羅切有限公司