本發(fā)明涉及使用擠出和/或模制工藝制造重構(gòu)植物材料的產(chǎn)品的方法,其中重構(gòu)植物材料包含含纖維植物產(chǎn)品和向其施加的植物提取物。此外,本發(fā)明涉及通過這些方法獲得的產(chǎn)品。使用的植物可以是包含對于可食用產(chǎn)品所關(guān)注的一種或更多種物質(zhì)的所有植物。
背景技術(shù):
現(xiàn)今,源自植物的材料用在許多應(yīng)用中。這樣的材料例如作為食品、食品補充劑、藥品、為了美容原因或簡單地為了愉悅(味道、顏色、形狀)而被消耗。天然的或經(jīng)處理的植物可以以不同的形式(例如新鮮的、脫水的、烹飪的、發(fā)酵的或濃縮的(提取物))被消耗。已知食品品質(zhì)對健康有很大影響并且基于植物的材料提供了許多必需營養(yǎng)素。例如,推薦每天食用五種水果及蔬菜以接收足夠量的必需物質(zhì),例如蛋白質(zhì)、糖、脂質(zhì)、氨基酸、維生素、多酚和芳香族衍生物以及可溶性和不溶性纖維。
人們趨于通過呈丸劑、膠囊、膠質(zhì)物、滴劑、粉末等形式的基于植物的材料來補充或者甚至替代直接的植物產(chǎn)品消耗(呈其原始形式的植物)以接收足夠的必需物質(zhì)?;谥参锏牟牧喜粌H作為食品補充劑被消耗,而且作為用于美容(例如,抗衰老)、健康或傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)/植物治療的營養(yǎng)品被消耗。
然而,通常處理這樣的食品補充劑的時間和動機較少,原因是這樣的產(chǎn)品的使用可能不是簡單或容易處理的。
因此,需要改善源自植物材料的例如用于營養(yǎng)品或植物治療或食品補充劑或食品用途的產(chǎn)品。特別地,期望以易于使用且對消費者有吸引力的形式提供這樣的產(chǎn)品。另外,這些產(chǎn)品應(yīng)提供改善的感官特性,例如味道、風味和/或香氣。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明涉及一種使用擠出和模制工藝制造重構(gòu)植物材料的產(chǎn)品的方法。
在一個實施方案中,本發(fā)明涉及制造包含一種或更多種含纖維植物產(chǎn)品和一種或更多種植物提取物的產(chǎn)品的方法,所述方法包括以下步驟:
a.提取一種或更多種植物的一種或更多種物質(zhì)以獲得一種或更多種植物提取物和一種或更多種至少部分含纖維剩余物;
b.使所述一種或更多種植物提取物分離于所述一種或更多種至少部分含纖維剩余物;
c.擠出和/或模制所述一種或更多種至少部分含纖維剩余物,其中在步驟c之前和/或期間和/或之后將所述一種或更多種植物提取物添加至所述一種或更多種至少部分含纖維剩余物。
含纖維植物產(chǎn)品可包含植物的固體部分,植物提取物可包含從植物提取的物質(zhì)。含纖維植物產(chǎn)品可具有至少部分纖維特性并且可以包含來自一種或更多種植物(例如,不同植物的共混物)的一個或更多個特定部分的物質(zhì)。某些物質(zhì)可僅存在于植物的某些部分中,例如,存在于植物的根、莖、主干、主莖、葉、葉片、果實、花、種子或莖皮中的一者或更多者中。植物提取物可以是可溶的(例如,水溶性的)或可分散的。
在另一個實施方案中,本發(fā)明涉及一種打印機,特別是3d打印機,其調(diào)制為實現(xiàn)本發(fā)明方法的步驟c)中獲得的兩種或更多種產(chǎn)品的組裝。
在又一個實施方案中,本發(fā)明涉及一種盒,特別是3d打印盒,其調(diào)制為實現(xiàn)本發(fā)明方法的步驟c)中獲得的兩種或更多種產(chǎn)品的組裝。
在另一個實施方案中,本發(fā)明涉及一種根據(jù)本發(fā)明方法制造的包含含纖維植物產(chǎn)品和植物提取物的產(chǎn)品。
附圖說明
圖1是本發(fā)明方法的流程圖。
圖2a示出了示例性擠出模具或噴嘴形狀。
圖2b是擠出產(chǎn)品和相應(yīng)體積變化的俯視圖,例如,用于具有蘋果味茶的蘋果。
圖3示出了可通過本發(fā)明的方法獲得的杯子。
圖4示出了用本發(fā)明的方法可獲得的折紙折疊件(origamifolds)的實例。
具體實施方式
在一個實施方案中,本發(fā)明涉及制造包含一種或更多種含纖維植物產(chǎn)品和一種或更多種植物提取物的產(chǎn)品的方法,所述方法包括以下步驟:
a)提取一種或更多種植物的一種或更多種物質(zhì)以獲得一種或更多種植物提取物和一種或更多種至少部分含纖維剩余物;
b)使所述一種或更多種植物提取物分離于所述一種或更多種至少部分含纖維剩余物;
c)擠出和/或模制所述一種或更多種至少部分含纖維剩余物,
其中在步驟c之前和/或期間和/或之后將所述一種或更多種植物提取物添加至所述一種或更多種至少部分含纖維剩余物。
本發(fā)明和本發(fā)明方法的基本思想是處理一種或更多種植物以獲得至少部分含纖維剩余物和植物提取物。在下文中,“至少部分含纖維剩余物”也將被稱為“含纖維剩余物”、“植物剩余物”或“剩余物”,并且可互換使用。應(yīng)注意,剩余物不總是含纖維的,而是這取決于所使用的植物和各自的提取方法。此外,“植物提取物”將被稱為“提取物”。含纖維剩余物和植物提取物二者可經(jīng)處理并合并以獲得原始植物的重建或重構(gòu)形式(重構(gòu)植物產(chǎn)品),其性質(zhì)可根據(jù)所使用的物質(zhì)的量和類型進行控制。以這種方式,可以加速或甚至控制物質(zhì)的釋放或提取速率。此外,與天然植物相比,某些物質(zhì)或所有物質(zhì)的濃度可以更高。也可添加不是源自植物的其他物質(zhì)以改變所得產(chǎn)品的性質(zhì),例如,以獲得某些機械性能或添加風味或改善對所有或某些物質(zhì)的釋放速率的控制。
通過本發(fā)明方法獲得的產(chǎn)品可直接消耗,或者可用于通過轉(zhuǎn)移風味、味道和/或香氣來制備消耗品,例如用作容器、包裝紙等,如下文詳細解釋的。因此、所獲得的產(chǎn)品可以直接(或間接)消耗,例如通過食用、飲用、咀嚼、吞咽、漱口、吸吮、咀嚼等消耗。
在本發(fā)明方法的步驟a)中,起初將一種或更多種植物組分(植物材料或植物物料)例如根、莖、主干、主莖、葉片、果實、花、種子、碎屑(scraps)、葉、細料(fines)、莖皮和/或粉料(shorts)與溶劑或不同溶劑的混合物混合。溶劑可以選自任何已知的溶劑,例如極性質(zhì)子溶劑、非極性質(zhì)子溶劑、極性非質(zhì)子溶劑、非極性非質(zhì)子溶劑或其混合物。溶劑的實例為例如但不限于:水、乙醇、甲苯等。在水性溶劑體系的情況下,水性溶劑的含水量在一些情況下可以大于溶劑的50重量%。在一個實施方案中,含水量為溶劑的至少約70重量%,或至少約80重量%,或至少約90重量%或約100重量%??梢允褂萌ルx子水、蒸餾水或自來水。懸浮體中溶劑的量可以廣泛地變化,但通常以懸浮體的約75重量%至約99重量%的量加入。然而,溶劑的量可隨溶劑的性質(zhì)、進行提取的溫度和植物組分的類型而變化。
在一個實施方案中,用于提取的水是熱水,優(yōu)選約30℃至100℃,約40℃至90℃,或約50℃至80℃,或更優(yōu)選為約70℃。
在形成溶劑/植物物料混合物之后,可使物料混合物的一些或全部可溶性提取物部分從混合物中分離。如果期望的話,水性溶劑/植物物料混合物可在提取期間通過攪拌、振動或以其他方式使混合物混合來攪動以便提高提取速率。
提取時間取決于經(jīng)歷提取過程的草藥、藥用植物、茶、蔬菜和/或香料。在本發(fā)明的一個實施方案中,提取時間為約15至60分鐘,優(yōu)選45分鐘。然而,如果需要,提取可花費甚至更長的時間,例如,提取可進行約0.5小時至約6小時或多達約7小時、約8小時、約9小時、約10小時或更長。此外,盡管未要求,但是取決于所使用的溶劑體系和應(yīng)提取的植物,通常的提取溫度范圍為約10℃至約100℃。特別地,提取溫度應(yīng)當使植物組分和/或植物提取物不被溫度破壞或負面地改變。
在提取步驟之前,可使用任選的研磨、磨碎或切割步驟以便粉碎植物或植物部分,從而破壞植物的細胞壁。研磨、磨碎和/或切割可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常規(guī)的研磨、磨碎或切割裝置和方法進行。一種可能的研磨方法是低溫研磨。低溫研磨(也稱為冷凍磨碎、冷凍研磨或低溫研磨)是冷卻或冰凍材料,然后將其減小至小粒徑的行為。在室溫下在標準研磨技術(shù)下在材料上通常發(fā)生熱和氧化反應(yīng)。由于低溫研磨,酶、維生素和許多其他活性分子被保護免受這樣的反應(yīng)。該技術(shù)可用于制備藥用植物粉末。
一旦被提取,不溶性剩余物部分可任選地經(jīng)歷一個或更多個機械精制機以產(chǎn)生含纖維漿料。合適的精制機的一些實例可包括圓盤精制機、錐形精制機等。不溶性剩余物部分可以原樣使用或在本發(fā)明方法的步驟c)中進一步改性。
在本發(fā)明的一些實施方案中,可將濕強劑添加至含纖維部分以便減少重構(gòu)材料在與液體(例如水)接觸時,例如在水中浸漬時的可能降解??梢允褂脙?yōu)選選擇用于食品應(yīng)用的任何合適的濕強劑,例如聚酰胺-表氯醇樹脂、聚胺-表氯醇樹脂、聚(氨基酰胺)-表氯醇樹脂、脲-甲醛樹脂;三聚氰胺-甲醛樹脂;烷基烯酮二聚體;烷基琥珀酸酐;聚乙烯胺;氧化多糖(例如氧化降解淀粉);乙二醛化聚丙烯酰胺樹脂;聚亞胺例如聚乙烯亞胺。濕強劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的并且在成分標準,例如bfr(bundesinstitutfurrisikobewertung)xxxvi和bfrxxxvi/1或fda(food&drugadministration)21cfr176.170,fda21cfr176.110,fda21cfr176.120,fda21cfr176.1180中進行了描述。濕強劑例如以約0.1%w/w至約20%w/w,優(yōu)選約1%w/w至約10%w/w,更優(yōu)選約5%w/w的量使用。在一個實施方案中,可向植物提取物中或向剩余物和植物提取物二者中添加濕強劑。
提取步驟可使用單一植物或植物混合物的組分進行。還可使用一種植物的一個或更多個特定部分,或者可使用兩種或更多種植物的特定部分的混合物。在一個實施方案中,特別是關(guān)于共擠出步驟,彼此分開提取兩種或更多種不同的植物(或不同植物的部分),并且在(共-)擠出過程中分開使用各自的含纖維剩余物和/或提取物,或在(共)擠出工藝之前、期間或之后合并相應(yīng)的含纖維剩余物和/或提取物。
優(yōu)選地,本發(fā)明的方法還允許從材料中減少不期望的化合物,以便選擇性地除去不期望的組分(天然成分、殺蟲劑、雜質(zhì)等)。例如,可通過液-液萃取、物理吸附、離心、色譜、結(jié)晶、傾析,通過使用除霧器、干燥、蒸餾、電泳、淘析、蒸發(fā)、固相或液-液萃取、浮選、絮凝、過濾(例如使用膜)、氣液分離和/或升華以及技術(shù)人員熟知的其他手段,優(yōu)選在向含纖維剩余物施加植物提取物之前,從可溶部分(植物提取物)或從不可溶部分(含纖維剩余物)或二者中除去組分。
含纖維剩余物可包含至少約20重量%、至少約30重量%或至少約40重量%或至少約50重量%或至少約60重量%或至少約70重量%或至少約80重量%或至少約90重量%或約100重量%的來自一種植物的含纖維剩余物。同樣地,植物提取物可包含至少約20重量%、至少約30重量%或至少約40重量%或至少約50重量%或至少約60重量%或至少約70重量%或至少約80重量%或至少約90重量%或約100重量%的來自一種植物的植物提取物。
提取也可通過除了使用熱水以外的方法進行,即通過用超臨界氣體(例如二氧化碳)萃取進行,或通過使用例如乙醇、己烷、丙酮、r134a(1,1,1,2-四氟乙烷)、二氧化碳和氫氟烴進行。在一個實施方案中,可在室溫和在大氣壓下使用至少一種溶劑進行提取。也可通過使用不同溶劑的混合物進行提取。在另一個實施方案中,可使用至少一種溶劑,例如r134a或二氧化碳,在不同的溫度和不同的壓力和不同的狀態(tài)(液態(tài)、氣態(tài)亞臨界態(tài)或超臨界態(tài))下進行提取。例如,可使用液態(tài)(例如在室溫下為揮發(fā)性或非揮發(fā)性的溶劑)、亞臨界狀態(tài)(例如在高于100℃的溫度和高于1巴的壓力下的水)或超臨界狀態(tài)(例如在高于31℃的溫度和高于73巴的壓力下的二氧化碳)的溶劑進行提取。
某些植物由于其中含有的成分(其可能是溫度敏感的或不能經(jīng)歷某些提取條件)可能需要特定的提取條件(時間、溫度、固體/液體比)。例如,從番茄中提取番茄紅素必須通過使用特定的酶從番茄細胞中釋放產(chǎn)物來進行。關(guān)于本發(fā)明,加工助劑可用于改進提取,例如ph調(diào)節(jié)劑(例如,naoh或有機酸),微波,壓力,超聲,酶例如蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶和/或果膠酶。每當本文提及“提取”時,該術(shù)語包括上述替代的提取手段。關(guān)于本發(fā)明使用的提取可以在連續(xù)或半連續(xù)或不連續(xù)的情況下進行。提取條件是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的并且在標準教科書,例如handbookofseparationtechniquesforchemicalengineers,第3版(1997年3月),philipa.schweitzer,mcgraw-hillinc中進行了描述。
在一個實施方案中,可使用選自根、莖、主干、主莖、葉、葉片、果實、花、種子或莖皮等的一種或更多種中的新鮮的、冷凍的或干燥的植物材料的至少一部分進行提取和/或壓榨。
步驟b)中可溶部分(植物提取物)分離于不可溶部分(含纖維剩余物)可通過使液相分離于固相來進行,例如通過在有或沒有壓力下進行過濾、通過離心或在實驗室中常用的并為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的其他方法進行。
一旦分離于植物溶液的不溶性剩余物部分,可溶性提取物部分可任選地使用任何已知類型的濃縮器或濃縮技術(shù)(例如真空蒸發(fā)器等)濃縮。在一個實施方案中,可溶性組分可以是高度濃縮的。此外,可以以任何期望的方式使用濃縮或非濃縮的可溶性提取物部分。
對于某些應(yīng)用,期望在生產(chǎn)本發(fā)明的最終產(chǎn)品之前通過向植物提取物和/或不溶性含纖維剩余物添加或從其中除去成分或組分來調(diào)節(jié)組合物??梢赃M行這種調(diào)節(jié)以調(diào)整/改善最終產(chǎn)品的化學(xué)、物理和/或感官特性。
根據(jù)本發(fā)明,植物選自草藥、藥用植物、茶、蔬菜和/或香料,包括其混合物,但不限于此。植物還可選自一種或更多種含有抗氧化素或類胡蘿卜素或類黃酮的植物。本文提及的植物(例如草本、藥用植物、茶、蔬菜和/或香料)的以下列表提供了可結(jié)合本發(fā)明使用的示例性植物的概述。注意,該列表不是限制性的,因為可以利用具有期望用于制造的產(chǎn)品中的一種或更多種物質(zhì)的任何植物。此外,兩種或更多種植物可以一起用在根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品中。根據(jù)本發(fā)明可用的植物的實例是:
-烹飪草藥和香料例如:
香旱芹(ajwain)、阿米糙果芹種子(caromseeds)(trachyspermumammi)、灌木蕃茄(akudjura)(solanumcentrale)、亞歷山大草(alexanders)(smyrniumolusatrum)、朱草(alkanet)(alkannatinctoria)、鱷椒(alligatorpepper)、mbongo香料(mbongochobi)、hepper胡椒(aframomumdanielli、a.citratum、a.exscapum)、多香果(allspice)(pimentadioica)、歐白芷(angelica)(angelicaarchangelica)、茴芹(anise)(pimpinellaanisum)、茴香蒲桃(aniseedmyrtle)(syzygiumanisatum)、胭脂樹(annatto)(bixaorellana)、蘋果薄荷(applemint)(menthasuaveolens)、阿魏(asafoetida)(ferulaassafoetida)、歐洲細辛(asarabacca)(asarumeuropaeum)、水楊梅(avens)(geumurbanum)、油梨葉(avocadoleaf)(pereseaamericana)、刺檗(barberry)(berberisvulgaris以及其他小檗屬(berberisspp.))、甜羅勒(basil,sweet)(ocimumbasilicum)、檸檬羅勒(basil,lemon)(ocimum×citriodorum)、泰國羅勒(basil,thai)(o.basilicumvar.thyrsiflora)、圣羅勒(basil,holy)(ocimumtenuiflorum)、月桂葉(bayleaf)(laurusnobilis)、印度月桂葉、柴桂葉、三條筋樹葉、波耳多葉(bayleaf,indian,tejpat,malabathrum,boldo)(peumusboldus)、琉璃苣(borage)(boragoofficinalis)、黑豆蔻(blackcardamom)(amomumsubulatum、amomumcostatum)、黑芥(blackmustard)(brassicanigra)、藍葫蘆巴(bluefenugreek)、藍草木犀(bluemelilot)(trigonellacaerulea)、褐芥(brownmustard)(brassicajuncea)、葛縷子(caraway)(carumcarvi)、小豆蔻(cardamom)(elettariacardamomum)、角豆(carob)(ceratoniasiliqua)、貓薄荷(catnip)(nepetacataria)、肉桂(cassia)(cinnamomumaromaticum)、辣椒(cayennepepper)(capsicumannuum)、芹菜葉(celeryleaf)(apiumgraveolens)、芹菜籽(celeryseed)(apiumgraveolens)、雪維菜(chervil)(anthriscuscerefolium)、菊苣(chicory)(cichoriumintybus)、辣椒(chilipepper)(辣椒屬(capsicumspp.))、細香蔥(chives)(alliumschoenoprasum)、香根芹(cicely)、歐洲沒藥(sweetcicely)(myrrhisodorata)、芫荽(cilantro)、芫荽菜(coriandergreens)、芫荽草(corianderherb)(coriandrumsativum)、印尼肉桂(cinnamon,indonesian)(cinnamomumburmannii、cassiavera)、西貢肉桂或越南肉桂(cinnamon,saigon或vietnamese)(cinnamomumloureiroi)、真肉桂或錫蘭肉桂(cinnamon,true或ceylon)(cinnamomumverum、c.zeylanicum)、白肉桂(cinnamon,white)(canellawinterana)、桃金娘肉桂(cinnamonmyrtle)(backhousiamyrtifolia)、鼠尾草(clary)、快樂鼠尾草(clarysage)(salviasclarea)、丁香(clove)(syzygiumaromaticum)、芫荽子(corianderseed)(coriandrumsativum)、艾菊(costmary)(tanacetumbalsamita)、古巴牛至(cubanoregano)(plectranthusamboinicus)、蓽澄茄(cubebpepper)(pipercubeba)、鼠曲草(cudweed)(鼠曲草屬(gnaphaliumspp.))、刺芹(culantro)、刺芫荽(culangot)、長芫荽(longcoriander)(eryngiumfoetidum)、孜然(cumin)(cuminumcyminum)、咖喱葉(curryleaf)(murrayakoenigii)、咖喱草(curryplant)(helichrysumitalicum)、蒔蘿籽(dillseed)(anethumgraveolens)、蒔蘿草或蒔蘿葉(dillherb或weed)(anethumgraveolens)、接骨木花(elderflower)(接骨木屬(sambucusspp.))、土荊芥(epazote)(dysphaniaambrosioides)、茴香(fennel)(foeniculumvulgare)、葫蘆巴(fenugreek)(trigonellafoenum-graecum)、黃樟葉粉(filépowder)、秋葵黃樟(gumbofilé)(sassafrasalbidum)、洋地黃(fingerroot)、凹唇姜(krachai)、圓凹唇姜(temukuntji)(boesenbergiarotunda)、大高良姜(galangal,greater)(alpiniagalanga)、小高良姜(galangal,lesser)(alpiniaofficinarum)、高莎草(galingale)(莎草屬(cyperusspp.))、韭菜(garlicchives)(alliumtuberosum)、大蒜(garlic)(alliumsativum)、象蒜(garlic,elephant)(alliumampeloprasumvar.ampeloprasum)、姜(ginger)(zingiberofficinale)、火炬姜(ginger,torch)、瓷玫瑰(bungasiantan)(etlingeraelatior)(印尼)、golpar、波斯豕草(persianhogweed)(heracleumpersicum)(伊朗)、天堂椒(grainsofparadise)(aframomummelegueta)、塞利姆谷物(grainsofselim)、卡尼胡椒(kanipepper)(xylopiaaethiopica)、辣根(horseradish)(armoraciarusticana)、魚腥草(houttuyniacordata)(越南)、黑薄荷(huacatay)、墨西哥萬壽菊(mexicanmarigold)、薄荷萬壽菊(mintmarigold)(tagetesminuta)、神香草(hyssop)(hyssopusofficinalis)、印尼月桂葉(indonesianbayleaf)、印度香葉(daunsalam)(syzygiumpolyanthum)、茉莉花(jasmineflowers)(素馨屬(jasminumspp.))、jimbu(alliumhypsistum)(尼泊爾)、杜松子(juniperberry)(juniperuscommunis)、卡菲爾酸橙葉(kaffirlimeleaves)、馬庫德酸橙葉(makrudlimeleaves)(citrushystrix)(東南亞)、kalazeera(或kalajira)、黑孜然(blackcumin)(buniumpersicum)(南亞)、卡瓦胡椒籽(kawakawaseeds)(macropiperexcelsum)(新西蘭)、沙姜(kencur)、高良姜(galangal)、山萘(kentjur)(kaempferiagalanga)、黑果(keluak)、印尼黑果(kluwak)、科帕揚(kepayang)(pangiumedule)、越南薄荷(kinhgioi)、香薷(vietnamesebalm)(elsholtziaciliata)、柯卡姆籽(kokamseed)(garciniaindica)(印度甜食)、korarima、埃塞俄比亞豆蔻(ethiopiancardamom)、假豆蔻(falsecardamom)(aframomumcorrorima)(厄立特里亞)、koseret葉(lippiaadoensis)(埃塞俄比亞)、薰衣草(lavender)(薰衣草屬(lavandulaspp.))、檸檬香蜂草(lemonbalm)(melissaofficinalis)、檸檬草(lemongrass)(cymbopogoncitratus、c.flexuosus、以及其他香茅屬(cymbopogonspp.))、檸檬鐵皮桉(lemonironbark)(eucalyptusstaigeriana)(澳大利亞)、檸檬香桃(lemonmyrtle)(backhousiacitriodora)(澳大利亞)、檸檬馬鞭草(lemonverbena)(lippiacitriodora)、雙色筒葉蘭(leptotesbicolor)(巴拉圭和巴西南部)、小風輪菜(lessercalamint)(calaminthanepeta)、nipitella、nepitella(意大利)、歐亞甘草(licorice)、甘草(liquorice)(glycyrrhizaglabra)、菩提花(limeflower)、椴樹花(lindenflower)(椴樹屬(tiliaspp.))、歐當歸(lovage)(levisticumofficinale)、肉豆蔻(mace)(myristicafragrans)、馬哈利(mahlab)、圣盧西櫻桃(st.luciecherry)(prunusmahaleb)、馬郁蘭(marjoram)(origanummajorana)、藥蜀葵(marshmallow)(althaeaofficinalis)、乳香黃連木(mastic)(pistacialentiscus)、薄荷(mint)(薄荷屬(menthaspp.))(25個種、數(shù)百個變種(variety))、山霍羅皮托(mountainhoropito)(pseudowinteracolorata)、“辣椒植物(pepper-plant)”(新西蘭)、麝香錦葵(muskmallow)、香葵(abelmosk)(abelmoschusmoschatus)、黑芥(mustard,black)、芥菜(mustardplant)、芥菜籽(mustardseed)(brassicanigra)、棕芥(mustard,brown)、芥菜、芥菜籽(brassicajuncea)、白芥(mustard,white)、芥菜、芥菜籽(sinapisalba)、旱金蓮(nasturtium)(tropaeolummajus)、黑種草(nigella)、季子黑種草(kalonji)、黑種籽草(blackcaraway)、黑洋蔥籽(blackonionseed)(nigellasativa)、njangsa、djansang(ricinodendronheudelotii)(西非)、肉豆蔻(nutmeg)(myristicafragrans)、印楝(neem)、olida(eucalyptusolida)(澳大利亞)、牛至(oregano)(origanumvulgare、o.heracleoticum,以及其他種)、鳶尾根(orrisroot)(irisgermanica、i.florentina、i.pallida)、班蘭花(pandanflower)、kewra(pandanusodoratissimus)、班蘭葉(pandanleaf)、香露兜(screwpine)(pandanusamaryllifolius)、甜椒(paprika)(capsicumannuum)、天神草(paracress)(spilanthesacmella、soleracea)(巴西)、歐芹(parsley)(petroselinumcrispum)、胡椒:黑胡椒、白胡椒和綠胡椒(pepper:black,white和green)(pipernigrum)、多里戈胡椒(pepper,dorrigo)(tasmanniastipitata)(澳大利亞)、蓽茇(piperlongum)、山胡椒(pepper,long)、康沃爾胡椒葉(cornishpepperleaf)(tasmannialanceolata)、胡椒薄荷(peppermint)(menthapiperata)、杏仁香桉樹葉(peppermintgumleaf)(eucalyptusdives)、紫蘇(perilla)、赤蘇(shiso)(紫蘇屬(perillaspp.))、秘魯胡椒(peruvianpepper)(schinusmolle)、香露兜、巴西胡椒(brazilianpepper)或粉紅胡椒(pinkpepper)(schinusterebinthifolius)、苦木(quassia)(quassiaamara)(在開胃酒以及一些啤酒和加烈葡萄酒中的苦香料)、熊蔥頭(ramsons)、熊蔥(woodgarlic)(alliumursinum)、稻田草(ricepaddyherb)(limnophilaaromatica)(越南)、迷迭香(rosemary)(rosmarinusofficinalis)、蕓香(rue)(rutagraveolens)、黃色的紅花(safflower)(carthamustinctorius)、西紅花(saffron)(crocussativus)、鼠尾草(sage)(salviaofficinalis)、西貢肉桂(saigoncinnamon)(cinnamomumloureiroi)、小地榆(saladburnet)(sanguisorbaminor)、雄紅門蘭(salep)(orchismascula)、黃樟(sassafras)(sassafrasalbidum)、夏香薄荷(savory,summer)(saturejahortensis)、冬香薄荷(savory,winter)(saturejamontana)、羅盤草(silphium)、silphion、laser、laserpicium、lasarpicium(古羅馬菜(ancientromancuisine)、古希臘菜(ancientgreekcuisine))、紫蘇(shiso)(perillafrutescens)、酸模(sorrel)(rumexacetosa)、羊酸模(sorrel,sheep)(rumexacetosella)、留蘭香(spearmint)(menthaspicata)、甘松(spikenard)(nardostachysgrandiflora或n.jatamansi)、八角(staranise)(illiciumverum)、漆樹(sumac)(rhuscoriaria)、香豬殃殃(sweetwoodruff)(galiumodoratum)、花椒(szechuanpepper)、四川花椒(sichuanpepper)(zanthoxylumpiperitum)、龍蒿(tarragon)(artemisiadracunculus)、百里香(thyme)(thymusvulgaris)、檸檬百里香(thyme,lemon)(thymus×citriodorus)、姜黃(turmeric)(curcumalonga)、香草(vanilla)(vanillaplanifolia)、越南肉桂(vietnamesecinnamon)(cinnamomumloureiroi)、越南芫荽(vietnamesecoriander)(persicariaodorata)、馬達加斯加野生胡椒(voatsiperifery)(piperborbonense)、山葵(wasabi)(wasabiajaponica)、水蓼(water-pepper)、蕁麻(smartweed)(polygonumhydropiper)、水田芥(watercress)(rorippanasturtium-aquatica)、金合歡籽(wattleseed)(來自約120種澳大利亞金合歡)、白芥(whitemustard)(sinapisalba)、假蒟(wildbetel)(pipersarmentosum)(東南亞)、野百里香(wildthyme)(thymusserpyllum)、柳草(willowherb)(epilobiumparviflorum)、冬香薄荷(wintersavory)(saturejamontana)、冬青(wintergreen)(gaultheriaprocumbens)、水楊梅(woodavens)、歐亞路邊青(herbbennet)(geumurbanum)、車葉草(woodruff)(galiumodoratum)、苦蒿(wormwood)、苦艾(absinthe)(artemisiaabsinthium)、黃芥菜(yellowmustard)(brassicahirta=sinapisalba)、加州小薄荷(yerbabuena)、四種不同物種za'atar(來自牛至屬(origanum)、新風輪屬(calamintha)、百里香屬(thymus)和/或香薄荷屬(satureja)的藥草)中任意一種(許多不相關(guān))、莪術(shù)(zedoary)(curcumazedoaria)。-茶和草藥茶,例如:
茴香茶(anisetea)(種子或葉)、亞洲便士葉(asiaticpenny-wortleaf)、洋薊茶(artichoketea)、蜂蠟(beebalm)、博爾多(boldo)、牛蒡(burdock)、葛縷子茶(carawaytea)、貓薄荷茶(catniptea)、春黃菊茶(chamomiletea)、車丹茶(chedangtea)(ilexcausue葉)、中國何首烏茶(chineseknot-weedtea)、菊花茶(chrysanthemumtea)、肉桂(cinnamon)、古柯茶(cocatea)、咖啡茶葉(coffeetealeaves)和咖啡櫻桃茶(coffeecherrytea)、苦瓜(cerasse)、柑橘皮(citruspeel)(包括佛手柑(bergamot)、檸檬和橙皮(orange)的皮)、蒲公英咖啡(dandelioncoffee)、蒔蘿茶(dilltea)、紫錐菊茶(echinaceatea)、接骨木(elderberry)、歐洲槲寄生(europeanmistletoe)(viscumalbum)、護士茶(essiactea)、茴香(fennel)、龍膽(gentian)、姜根(gingerroot)、人參、枸杞(goji)、山楂(hawthorn)、木槿(hibiscus)、何人可涼茶(hoyanhorherbaltea)、蜜樹茶(honeybush)、苦薄荷(horehound)、魚腥草(houttuynia)、八仙花茶(hydrangeatea)(hydrangeaserrataamacha)、絞股藍(jiaogulan)、卡普爾茶(kaportea)、卡瓦根(kavaroot)、卡痛樹(kratom)、kuzuyu、拉布拉多茶(labradortea)、重蟻木(lapacho)(也稱為taheebo)、檸檬香(lemonbalm)、檸檬和姜茶(lemonandgingertea)、檸檬草(lemongrass)、羅漢果(luohanguo)、甘草根(licoriceroot)、菩提花(limeblossom)、薄荷(mint)、高山茶(mountaintea)、印楝葉(neemleaf)、蕁麻葉(nettleleaf)、新澤西茶(newjerseytea)、諾麗茶(nonitea)、oksusu茶、普列薄荷葉(pennyroyalleaf)、松茶(pinetea)、姜汁咖啡(qishr)、紅三葉茶(redclovertea)、紅樹莓葉(redraspberryleaf)、大麥茶(roastedbarleytea)、烤小麥(roastedwheat)、路易波士茶(rooibos)(紅灌木茶(redbush))、玫瑰果(rosehip)、玫瑰茄花瓣(rosellepetals)(木槿屬物種、又名玫瑰茄(bissap)、大新(dah)等)、迷迭香(rosemary)、山艾樹(sagebrush)、加州山艾樹(californiasagebrush)、加州蒿(californiasagebrush)、櫻花(sakurayu)、鼠尾草(salvia)、燒焦米(scorchedrice)、黃芩(skullcap)、serendib(茶)、sobacha、山胡椒(spicebush)(linderabenzoin)、云杉茶(sprucetea)、火炬樹果(staghornsumacfruit)、甜菊(stevia)、圣約翰草(st.john'swort)、茶(camelliasinensis)、百里香、tulsi(圖爾西)、圣羅勒(holybasil)、絨毛鉤藤(uncariatomentosa)(通常被稱為貓爪草(cat'sclaw))、纈草(valerian)、馬鞭草屬(verbena)(馬鞭草(vervains))、香根草(vetiver)、冬瓜(waxgourd)、王老吉(wonglokat)、車葉草(woodruff)和/或蓍草(yarrow)。
-藥用植物例如:
巴西莓
在本發(fā)明方法的步驟c)中,使一種或更多種至少部分含纖維剩余物經(jīng)歷擠出和/或模制工藝。
根據(jù)本發(fā)明的擠出是用于產(chǎn)生固定截面輪廓的物體的方法。例如,至少部分含纖維剩余物被推動或拉動通過所期望的截面的模具。通過使用擠出,可以制造具有非常復(fù)雜截面的產(chǎn)品,并且可以處理脆性材料,因為材料僅遭受壓縮應(yīng)力和剪切應(yīng)力。擠出可以是連續(xù)的(理論上產(chǎn)生無限長的材料)或半連續(xù)的(產(chǎn)生許多塊)。擠出過程可以用熱或冷的材料來進行,即,擠出可根據(jù)起始材料以熱擠出、冷擠出或溫擠出進行。這些方法的一般特征,即關(guān)于溫度、壓力等是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
擠出可在通常用于該方法的條件和/或特別用于食品的條件下進行。技術(shù)人員將知道可用的溫度和壓力范圍。例如,根據(jù)其是冷擠出、熱擠出或溫擠出,擠出可在約40℃至500℃的范圍內(nèi)進行。例如,可施加高達約50℃、高達約100℃、高達約200℃、高達約300℃、高達約400℃或高達約500℃的溫度。根據(jù)所使用的溫度、處理或暴露時間可高達約10秒、高達約30秒、高達約1分鐘、高達約5分鐘、高達約30分鐘、高達約1小時等。在本發(fā)明中還可使用任何已知類型的擠出機,例如但不限于:柱塞式擠出機、螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、行星齒輪擠出機和級聯(lián)擠出機等。擠出機可以根據(jù)起始材料和期望的產(chǎn)品類型進行選擇。
在本發(fā)明的一個實施方案中,來自一種植物的至少部分含纖維剩余物以步驟b)之后獲得的形式或以適于擠出過程的任何其他形式進料到擠出機中。在擠出過程之后,獲得呈其最終形式的產(chǎn)品。在步驟c)結(jié)束時獲得的產(chǎn)品通常為線材形式,其可使用任何常規(guī)切割裝置切割成所期望的尺寸。
通常,可通過擠出方法獲得的任何形狀均可應(yīng)用于加工本發(fā)明的含纖維植物產(chǎn)品。甚至復(fù)雜的形狀也是合適的。擠出產(chǎn)品的最終形狀取決于所使用的模具。例如,可能的形式可以是但不限于:不同寬度和厚度的片材、具有不同形式的線材,例如圓形、星形、三角形、正方形、t形、u形、x形,動物、果實、字母、臉的型體,不具有已知或規(guī)則形狀的型體等。合適的模具形式也可以是用于制備面條、谷物、面包、糖果、小吃食品、咸味小吃等的形式。圖2a示出了示例性的擠出模具或噴嘴形式,但不限于此。
可在擠出過程之前和/或期間和/或之后將植物提取物添加至剩余物。在一個實施方案中,在擠出過程之前添加植物提取物。在另一個實施方案中,在擠出過程中添加植物提取物。在另一個實施方案中,在擠出過程之后添加植物提取物。植物提取物可以來自與剩余物相同的植物。在一個實施方案中,植物提取物可以來自不同的植物或甚至可以是來自兩種或更多種植物的兩種或更多種植物提取物的混合物。此外,可在擠出過程開始之前添加一種植物提取物(或不同植物提取物的混合物),并在擠出過程期間和/或之后添加另一種植物提取物(或植物提取物的混合物)。例如,當使用茶或草藥時,可在最終產(chǎn)品中以不同量(例如6%或15%)包含l-薄荷醇。如此獲得的產(chǎn)品具有獨特的味道和薄荷醇的香氣。在一個實施方案中,剩余物和植物提取物來自不同的植物以產(chǎn)生新的味覺體驗。
通過混合和/或噴灑和/或傾倒和/或浸漬將本文所述的植物提取物和/或其他物質(zhì)和/或試劑添加至剩余物。根據(jù)添加的方法和時間,植物提取物可以作為流體或凝膠或漿料或粉末施加至含纖維植物產(chǎn)品,或者可在施加之前首先溶解在溶劑中。植物提取物可經(jīng)由相應(yīng)的管線連續(xù)添加或可以添加特定的時間段。此外,添加可以自動或手動進行。此外,植物提取物或植物提取物的混合物可在擠出過程中在若干個位置添加。
含纖維剩余物可以在進料到擠出機中之前與一種或更多種另外的植物的一種或更多種含纖維剩余物混合。例如,可以合并兩種、三種、四種、五種、六種、七種、八種、九種、十種或甚至更多種不同的植物剩余物。以這種方式,來自不同來源且具有不同性質(zhì)(例如機械的或藥物的)的物質(zhì)可以混合在一起以獲得所期望的產(chǎn)品性質(zhì)。例如,本發(fā)明還允許混合多種植物和草藥。在一個實例中,代替使用單一植物(例如茶或薄荷葉),茶可以由以下的混合物代替:例如50%茶和50%薄荷葉(w/w);50%馬鞭草和50%薄荷(w/w);30%肉桂和30%茶和10%甘草和10%洋甘菊和10%紅葡萄和10%路易波士(w/w);和許多其他組合。
在擠出過程中使用兩種或更多種植物剩余物的情況中,可在將剩余物進料到擠出機中之前將其混合。也可以連續(xù)添加剩余物,并且混合過程將在擠出機內(nèi)進行。在一個實施方案中,兩種或更多種剩余物通過相同的開口進料或通過可位于擠出機的不同位置的不同的開口進料。還可在擠出過程中連續(xù)添加一種或更多種剩余物以及在特定時間點添加一種或更多種不同的剩余物。在后一種情況下,可以獲得具有不同植物剩余物組成的產(chǎn)品。
此外及除上述之外,含纖維剩余物可以在進料到擠出機之前與穩(wěn)定劑混合。例如,含纖維剩余物可以與合成和/或天然纖維混合以獲得特定機械性質(zhì),其中纖維優(yōu)選是不可溶的和/或通過食品法批準的。
也可向植物提取物中添加可溶性纖維以改變膳食特性??扇苄岳w維吸引水并且可以形成凝膠,這減慢了消化。可溶性纖維延遲胃的排空并使得有飽腹感,這有助于控制體重。較慢的胃排空還可以影響血糖水平,并對胰島素敏感性具有有益作用,這可有助于控制糖尿病。可溶性纖維還可以通過干預(yù)膳食膽固醇的吸收而有助于降低ldl(“壞的”)血液膽固醇??扇苄岳w維的示例性來源是:燕麥片、燕麥谷物、扁豆、蘋果、橙子、梨、燕麥麩、草莓、堅果、亞麻籽、豆、干豌豆、藍莓、車前子、黃瓜、芹菜和胡蘿卜。
除了上述列出的材料之外,還可添加其他材料以改善產(chǎn)品的物理特性,例如纖維素衍生物如甲基纖維素、羧甲基纖維素(cmc)、羥丙基甲基纖維素(hpmc),淀粉和淀粉衍生物例如氧化降解的淀粉,多糖(及其衍生物)例如果膠、明膠、瓜爾膠、瓊脂、藻酸鹽、角叉菜膠,或合成纖維例如由氯乙烯或乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯制成的纖維。
植物提取物和含纖維植物產(chǎn)品的一種或兩種還可包含增稠劑基質(zhì),例如天然或合成來源(優(yōu)選天然來源)的非交聯(lián)水膠體聚合物。增稠劑可選自以下來源的天然試劑中的至少一種:植物來源例如角豆膠、瓜爾膠、果膠、藻酸鹽、角叉菜膠、瓊脂、阿拉伯膠和纖維素,微生物來源例如黃原膠天然試劑、結(jié)冷膠、透明質(zhì)酸和葡聚糖,動物來源例如明膠、膠原和殼聚糖天然試劑,礦物試劑例如粘土和二氧化硅,以及合成聚合物例如聚丙烯酸類或聚丙烯酰胺試劑等。
在本發(fā)明的一個實施方案中,步驟c)中的擠出過程在隨后稱為共擠出的方法中用兩種或更多種至少部分含纖維剩余物進行。在這種方法中,將兩種或更多種至少部分含纖維剩余物在不同位置進料到擠出機中。
因此,在本發(fā)明意義上的共擠出意味著不同的剩余物通過相同擠出機的不同???噴嘴)分開擠出,并隨后進行處理,即剩余物不在擠出機內(nèi)混合。在另一個實施方案中,共擠出方法在兩個或更多個分開的擠出機中進行。在這種情況下,兩個或更多個擠出機提供具有相同或不同形狀的擠出物。在任何情況下,分開的擠出物在一個擠出機內(nèi)或在隨后的組裝步驟中合并(即組裝)。在一個實施方案中,將分開的擠出物通過一個另外的擠出頭、模具或噴嘴匯集并進一步處理。通常,該組裝步驟是連續(xù)過程以提供經(jīng)組裝的剩余物的線材,其可以被切割成所期望的長度。例如,組裝過程可以通過層合、絞合、插入、覆蓋和/或粘附分開的擠出物來實現(xiàn),但不限于此。
例如,可層合由不同剩余物制成的兩種或更多種片材,或者可絞合在相同或不同擠出機內(nèi)同時生產(chǎn)的兩種或更多種線材。在一個實施方案中,可通過施加壓力或通過使用適于該目的的粘合劑來進行層合或絞合。在一個實施方案中,一種擠出的線材可被由同一擠出機或分開的擠出機同時產(chǎn)生的線材涂覆或覆蓋,使得一種線材被另一種線材涂覆。在另一個實施方案中,可以共擠出并組裝不同剩余物的混合物。
例如,可通過共擠出方法生產(chǎn)的根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品可包括兩個、三個、四個、五個或更多個層,其在擠出過程之后被層合或組裝,例如,包含含纖維植物產(chǎn)品的第一層1、包含具有第一物質(zhì)的植物提取物的第二層2、包含具有第二物質(zhì)的植物提取物的第三層等。每層可包含提供特定效果的不同的物質(zhì)。此外,可提供另外的層或現(xiàn)有層中的相應(yīng)物質(zhì)以用于控制從產(chǎn)品釋放物質(zhì)的順序和/或量和/或速度。
在共擠出方法中,至少含纖維剩余物中的每一者可在擠出過程之前和/或期間和/或之后與提取物分別接觸。在一個實施方案中,在共擠出過程之前添加植物提取物。在另一個實施方案中,在共擠出過程期間添加植物提取物。在另一個實施方案中,在共擠出方法之后添加植物提取物。提取物可來自相同的植物或可來自另一種植物。例如,在兩種含纖維剩余物被共擠出的情況下,每種含纖維剩余物可以與來自相同植物或來自相應(yīng)的另一種植物的提取物接觸。一種或更多種植物提取物可在擠出過程之前和/或期間和/或之后作為混合物添加。還可將一種或更多種植物提取物分開添加到各個剩余物中。最終組裝的共擠出產(chǎn)物還可與一種或更多種提取物(除了之前在過程中使用的任何提取物之外或作為僅有的提取物(或提取物的混合物))接觸。通常可以如上所述將提取物應(yīng)用于擠出過程。
在一個實施方案中,本發(fā)明方法還包括組裝在步驟c)中通過擠出和/或共擠出獲得的兩種或更多種產(chǎn)物以獲得三維形狀產(chǎn)品的步驟。這意味著在擠出過程之后獲得的已經(jīng)被切割成所期望長度的產(chǎn)品可被組裝以產(chǎn)生三維型體。
組裝可例如通過層合過程、膠合過程、通過使用熱或壓力或任何其他過程來進行,所述過程提供穩(wěn)定的最終產(chǎn)品,并且適合與食品結(jié)合使用,并且通常在食品工業(yè)中被接受,即,其是無毒的和可消耗的,并且為最終產(chǎn)品提供必要的強度和耐久性。
在本發(fā)明的一個實施方案中,剩余物材料以這樣的方式(共)擠出和/或模制:使得產(chǎn)物具有不同的材料密度以能夠在特定位置吸附受控量的液體,使得產(chǎn)品在浸入液體中時以受控的方式膨脹并且呈現(xiàn)期望的形狀。
此外,可在(共)擠出過程之后進行任選的干燥步驟。
在一個實施方案中,組裝使用由一種植物制成的產(chǎn)品進行,其中來自相同植物或任何其他植物的植物提取物在步驟c)之前、期間或之后添加。此外,由一種植物產(chǎn)品制成的由步驟c)獲得的產(chǎn)品可以在組裝成最終三維產(chǎn)品后與來自相同植物或任何其他植物的植物提取物接觸。此外,可以組裝步驟c)中獲得的產(chǎn)品,其由不同的植物制成并且其可以與來自相同植物或任何其他植物的一種或更多種植物提取物接觸。
例如,杯子可通過組裝構(gòu)成杯壁的兩個相同形狀的型體來制成。這些壁可以由例如但不限于薄荷制成,并且底部可以由綠茶制成。因此,不同的味道組合在一個杯子中。當將熱水注入杯中時,各個提取物溶解并且可以獲得薄荷/綠茶飲料。在另一個實施方案中,例如杯子的部件可以由相同的植物制成,但是壁和底可以與不同的植物提取物接觸以獲得期望的結(jié)果??墒褂弥参锖吞崛∥锏娜魏谓M合以組裝三維產(chǎn)品。在另一個實施方案中,可以組裝不同尺寸的c形部件以獲得具有例如不同材料(剩余物和提取物)的不同層的圓形產(chǎn)品。
可以通過該方法組裝任何形狀,例如但不限于:杯、碗、瓶、餐具等。替代的形狀是例如通常已知用于使用(共)擠出制成的面食的形狀,例如意大利扁細面(bigoli)、意大利粉(bucatini)、意大利細面條(spaghetti)、天使細面(capellini)、螺旋粉(fusili)、意大利干面條(tagliatelle)、意大利寬面條(fettucine)、烤寬面條(lasagne)、意大利扁面條(linguine)、波浪面(mafaldine)、鞋帶面(stringozzi)、scialatelli、canneloni、cavatappi、螺螄粉(gemelli)、通心粉(macaroni)、天使面(pennerigate)、通心面(rigatoni)、螺旋通心粉(rotini)、sagne’ncannulate、花卷面(campanelle)、capunti、casarecce、小貝殼面(conchiglie)、蝴蝶面(farfalle)、fiori、lumaconi、lanterne、螺旋面(rotini)、意大利螺紋管狀面(radiatori)、扭繩面(trofie)。在另一個實施方案中,通過本發(fā)明的擠出方法制成的形狀為例如編織物或編織繩(例如由兩種、三種或更多種帶狀物制成的繩索和編織物,其中每種帶狀物來自相同或不同的植物)、(多層)片或(多層)管(其中每層由相同或不同的植物制成)等。
在另一個實施方案中并且也是為了生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu),步驟c)中的擠出方法與3d打印機結(jié)合使用或作為3d打印機使用。3d打印是在計算機控制下主要通過放下連續(xù)材料層的添加過程由3d模型或其他電子數(shù)據(jù)源制造幾乎任意形狀的三維物品的方法。在該方法中,將兩層或更多層擠出的剩余物合并以形成最終的三維產(chǎn)品。
因此,設(shè)計3d打印機以便能夠執(zhí)行本發(fā)明的方法以及同時組裝擠出的材料。在這樣的過程中,3d打印機能夠?qū)D出的材料切割成期望的長度以便組裝任何形狀和形式的產(chǎn)品。代替通常在3d打印機中使用的材料(例如熱塑性塑料、hdpe、共晶金屬、橡膠、造型粘土、合金或光聚合物),植物剩余物在3d打印機中用作“墨”。通常,植物剩余物可以以步驟b)之后所獲得的使用,或者可以與合適的材料混合以獲得對于預(yù)期用途具有足夠穩(wěn)定性的產(chǎn)品。植物提取物可以在打印過程之前或之后添加到剩余物中。
在另一個實施方案中,使用不是基于擠出技術(shù)而是技術(shù)人員已知的任何其他技術(shù)的3d打印機來進行3d打印。例如,3d打印機可以是線型打印機、顆粒型打印機、粉末床和噴墨頭3d型打印機、層合型打印機等??捎玫拇蛴C的種類將取決于所期望的用途和所使用的至少含纖維剩余物的類型。
在另一個實施方案中,可使用可適于實現(xiàn)剩余物和/或植物提取物的兩個或更多個層的添加以便產(chǎn)生三維結(jié)構(gòu)的盒,特別是3d打印盒。所述盒可以用于上述的3d打印機中,其中可使用一個或更多個盒。在這種情況下,可以在3d打印中處理不同的植物剩余物。本發(fā)明的方法可以在盒內(nèi)進行,或者僅步驟c)在植物剩余物已經(jīng)進料到盒中(任選地與一種或更多種植物提取物一起)之后在盒內(nèi)進行。
提取物可在3d打印過程之前或3d打印過程之后添加。
在本發(fā)明的一個實施方案中,在本發(fā)明方法的步驟c)中進行模制工藝。根據(jù)本發(fā)明的步驟c)的模制是通過使用稱為模具或基體的剛性框架使柔韌的原材料成型來進行制造的方法。這本身可以是使用最終物品的模式或模型制成的。模具或模是填充有柔韌材料(即本發(fā)明的至少部分含纖維剩余物)的挖空塊。材料在模具中硬化,呈現(xiàn)其形狀。通常,技術(shù)人員已知的任何模制工藝可用于本發(fā)明中。模制工藝的實例是但不限于:吹塑、壓實加燒結(jié)、壓縮模制、可發(fā)性珠粒模制、擠出模制、發(fā)泡模制、注射模制、反應(yīng)注射模制、對合模、基質(zhì)模制、壓力塞輔助模制、旋轉(zhuǎn)模制、傳遞模制、熱模制、真空塞輔助模制等。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案,將本發(fā)明方法的步驟b)中獲得的剩余物不進行任何進一步的純化、加工和/或處理就進料到模具或基體中。
在另一個實施方案中,在將剩余物進料到模具中之前將其純化。純化可通過技術(shù)人員已知的任何方式進行,例如但不限于用合適的溶劑例如水、乙醇等進行洗滌、刷擦、過濾、離心等。如上所述,剩余物可通過例如研磨、磨碎、粉碎、切割等進一步處理。
模制方法可使用從一種植物獲得的剩余物進行。在本發(fā)明的另一個實施方案中,模制方法也可使用從兩種或更多種植物獲得的剩余物的混合物進行。各個剩余物可在進料到模具中之前通過任何常規(guī)方法混合。來自不同植物的剩余物的數(shù)目不受限制。例如,可在單個模制過程中使用來自兩種、三種、四種、五種、六種、七種、八種、九種、十種或甚至更多種植物的剩余物。
在該方法中,可將任選與其他試劑混合的一種或更多種含纖維剩余物進料到相應(yīng)的模具中??墒褂眠m合于模制過程和/或可支持穩(wěn)定的模制產(chǎn)品的任何試劑,其中這樣的試劑應(yīng)被食品應(yīng)用接受。在施加特定溫度和壓力一段特定時間后,可獲得最終產(chǎn)品。技術(shù)人員將意識到為了獲得具有所期望性質(zhì)的產(chǎn)品的工藝條件。在一個實施方案中,可以使用脫模劑以使產(chǎn)品更容易地從模具中取出。
通過該模制方法獲得的產(chǎn)品是通常不需要進一步的加工步驟的最終產(chǎn)品。在一個實施方案中,可以洗滌或清潔產(chǎn)品以便除去殘留物或脫模劑等。還可以處理最終產(chǎn)品以延長其耐久性。
在本發(fā)明的另一個實施方案中,還可以用已經(jīng)模制的兩個或更多個部件組裝產(chǎn)品。通常,上述用于制備三維產(chǎn)品的相同組裝過程在此適用。在一個實施方案中,模制部件可由不同的植物或植物混合物的剩余物制成。例如,可由兩個相同大小的部件組裝杯或碗,其中一個部件由一種植物剩余物制成,另一個部件由另一種植物剩余物制成,或者其中壁由一種植物剩余物制成,底部由不同的植物剩余物制成。
提取物可以在模制過程之前或之后添加。在一個實施方案中,在模制過程之前添加植物提取物。在另一個實施方案中,在模制過程之后添加植物提取物。如上文已經(jīng)概述的,可使用一種或更多種提取物。在一種提取物的情況下,提取物可以來自相同的植物或來自其他植物。
當在模制方法中使用時,可將與上述擠出方法中提及的相同的另外組分添加至含纖維剩余物和/或提取物。
模制過程可用于獲得三維產(chǎn)品,例如但不限于:杯、碗、碟、餐具、盤、平底鍋、罐、瓶、盒等。如上所述,產(chǎn)品可以由一種植物剩余物、植物剩余物的混合物制成,或不同部件可由不同的植物剩余物制成。此外,與一種或更多種提取物的任何組合都是可能的。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明制造的示例性杯子,其中突出了內(nèi)表面(同樣的杯子也可使用上述擠出方法生產(chǎn))。在本發(fā)明的一個實施方案中,三維產(chǎn)品可以是由含纖維植物剩余物制成的罐狀或容器狀產(chǎn)品,其中內(nèi)壁或表面涂覆有植物提取物。這樣的產(chǎn)品適合例如用于容易地制備飲料或泡制液,因為(熱或冷的)液體例如熱水或冷水被倒入產(chǎn)品內(nèi)部以溶解植物提取物從而得到飲料或泡制液。
在另一個實施方案中,可將用于保護揮發(fā)性物質(zhì)的試劑添加至提取物和剩余物兩者中。例如,試劑可在添加時包封揮發(fā)性物質(zhì)。
在一個實施方案中,著色劑可以在擠出或模制過程之前、期間或之后添加。著色劑應(yīng)確保最終產(chǎn)品不會由于制造過程(例如由溫度變化、壓力變化和/或與制造過程中使用的液體接觸時引起)而失去其原始顏色。此外,著色劑也可用于使本身完全無顏色或僅具有淺色的產(chǎn)品著色。合適的著色劑是已經(jīng)由相應(yīng)的國家或地區(qū)當局改進的食品著色劑。此外,還可以添加著色劑以保持使用中的產(chǎn)品的顏色。例如,在產(chǎn)品是由一種或更多種茶植物(和提取物)制成的杯子的情況下,可將熱水添加到杯子中以制備茶飲料。在該過程中,著色劑可以保持植物材料的顏色,使得其在使用期間仍然看來良好。
在一個實施方案中,本發(fā)明的方法包括添加膨脹劑的步驟。膨脹劑是能夠提供這樣性質(zhì)的試劑:在外部影響下由本發(fā)明方法獲得的產(chǎn)品改變其形狀。例如,這樣的外部影響可以是溫度變化或與液體的接觸。膨脹劑可在產(chǎn)品中以不同的濃度使用,使得產(chǎn)品在觸發(fā)形狀變化之后呈現(xiàn)期望的形狀。例如,在一個實施方案中,在本發(fā)明方法之后獲得的產(chǎn)品可在與水接觸后膨脹至果實的形狀,其中所述產(chǎn)品提供相應(yīng)的調(diào)味飲料。圖2b示出了這種膨脹過程的實例。在左側(cè)可看到擠出(或模制)產(chǎn)品,其在受外部影響(中間的圖)時膨脹到最終形式(右側(cè)視野)。
在一個實施方案中,本發(fā)明的產(chǎn)品,特別是當作為片狀產(chǎn)品生產(chǎn)時,可用于提供重構(gòu)植物材料的折紙(origami)或剪紙(kirigami)折疊件。可獲得大范圍的形狀,例如圖案、花、動物等(列表非窮舉)。折紙折疊件的實例在圖4中示出。在該實例中,左邊的形狀將展開成右邊的三維形狀,例如在與水接觸時。優(yōu)選地,本發(fā)明的產(chǎn)品以這樣的方式產(chǎn)生:最終設(shè)計在材料浸入水中或在浸漬完成時出現(xiàn)。在一個實施方案中,這種產(chǎn)品包含上述膨脹劑。
在一個實施方案中,可以提供著色劑以及膨脹劑,使得一旦產(chǎn)品或產(chǎn)品表面的基本上所有可溶性物質(zhì)溶解,則完成顏色或形狀改變。此外,包括在觸發(fā)改變之后的預(yù)定時間之后,任選地在通常的浸漬時間之后完成顏色或形狀改變。
在另一個實施方案中,將至少部分含纖維剩余物擠出,任選地精制并且隨后模制和/或模切。
在另一個實施方案中,在擠出步驟之前和/或擠出步驟之后和/或在模制步驟之后和/或在模切步驟之后,將植物提取物添加至剩余物。
在另一個實施方案中,在步驟c)的擠出機中完成步驟a)和b)。
圖1提供了上述本發(fā)明方法的一般流程圖。流程圖示出了分離提取物和含纖維剩余物的步驟以及如何通過擠出(包括3d打印技術(shù))和/或模制、任選地模切來處理剩余物??梢栽跀D出和/或模制過程之前、期間或之后添加可任選地進一步處理的提取物。這同樣適用于任選地添加的物質(zhì)。
在另一個實施方案中,本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明制備的包含含纖維植物產(chǎn)品和植物提取物的產(chǎn)品??赡艿漠a(chǎn)品已經(jīng)在上面提到。
本發(fā)明可用于許多領(lǐng)域,例如用于食品、食品補充劑、醫(yī)藥、化妝品、健康、營養(yǎng)品或植物治療應(yīng)用。結(jié)合具體應(yīng)用提及的植物也可以結(jié)合其他應(yīng)用使用。
本發(fā)明產(chǎn)品的性能改進的原因是由于原料的處理。根據(jù)本發(fā)明,受控量的所選物質(zhì)可用于本發(fā)明產(chǎn)品,即,含纖維植物產(chǎn)品或植物提取物中。如果需要,可以基本上重構(gòu)或重建一種植物,使得最終產(chǎn)品包含原料的許多或基本上所有的物質(zhì)。重構(gòu)產(chǎn)品與原始植物相比是有利的,因為來自重建產(chǎn)品的物質(zhì)可以以受控的方式釋放,例如比從天然植物中更快地釋放。此外,可能期望將來自其他植物的其他物質(zhì)或合成物質(zhì)混合到可食用產(chǎn)品中以改變其機械或其他性質(zhì)。同樣,可以期望分離某些不期望的物質(zhì),例如,殺蟲劑、金屬、多酚或植物中天然含有的物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品可用作調(diào)味品或佐料或香料來補充或改變食品的成分,例如,改善味道、質(zhì)地或口感中的一種或更多種,或添加有用物質(zhì)例如礦物質(zhì)或維生素。例如,該產(chǎn)品可以與熱的、溫的或冷的食物或溶劑例如水(例如以制備湯或醬汁或調(diào)味汁)或牛奶(以制備調(diào)味乳產(chǎn)品)一起使用。來自產(chǎn)品的物質(zhì)被注入或釋放到溶劑或食物中。另一方面,產(chǎn)品可以僅釋放特定物質(zhì),例如,包含在植物提取物中的物質(zhì)和/或含纖維植物產(chǎn)品的一部分物質(zhì)。在后一種情況下,剩余的物質(zhì)(即不溶解在食物中的物質(zhì))可以是與食物分離的形式,例如一整塊。
產(chǎn)品可用于直接消耗,例如,通過食用、飲用、吞咽、漱口、吸吮或咀嚼。產(chǎn)品可以是糖、糖果、口香糖或片材如紙。根據(jù)產(chǎn)品的目的,一旦產(chǎn)品與唾液接觸(即在口中),則可釋放特定物質(zhì)。其他物質(zhì)可保留在產(chǎn)品中,并且僅在其他消化步驟中釋放。以這種方式,可以控制各種物質(zhì)應(yīng)該在何處發(fā)揮其作用。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明制造的產(chǎn)品用作向其中加入熱或冷液體的容器(杯、碗、瓶等)。提取物將溶解在液體中,并且將獲得味道、風味和/或香氣改善或改變的相應(yīng)風味的液體,例如茶、牛奶、咖啡、蘇打水等。甚至湯、醬汁或任何其他液體食物也可以在這樣的容器中調(diào)味。
在一個實施方案中,可通過本發(fā)明的方法制造餐具,例如勺子、刀子和叉子,然后其可以在食用期間向食物提供(另外的)味道和風味。
在另一個實施方案中,本發(fā)明的產(chǎn)品可用作一種可以對湯進行調(diào)味的湯塊,其中所述塊本身不溶解。這種“塊”可以具有可以用本發(fā)明產(chǎn)生的任何形式,例如星狀物、字母、著名漫畫人物等。根據(jù)該實施方案,產(chǎn)品還可以用于制備茶或其他飲料。
本發(fā)明的產(chǎn)品在以下意義上實現(xiàn)了更有效的提取(從植物中提取高達約100%的可溶物):對于給定重量的材料,可比天然植物成分釋放更多的可溶物。該產(chǎn)品還提供了更快的提取(與植物材料以其天然未轉(zhuǎn)化形式進行的常規(guī)提取相比)。具體地,本發(fā)明的組合物具有提高的效率,例如,在沸水中或在非加熱的水或室溫下的水中。
用于制造本發(fā)明組合物的方法還允許具體地調(diào)節(jié)產(chǎn)品的最終組成,例如從可溶性或不溶性部分除去例如異物、改變味道和/或氣味的組分、或咖啡因、殺蟲劑、重金屬、霉菌毒素、毒物、和過敏分子例如香豆素、法尼醇、香葉醇、檸檬烯、里哪醇、黃樟素、甲基丁香酚,或通過向可溶性或不溶性部分添加例如所期望的添加劑,例如甜味劑、糖、調(diào)味劑、腸衣(casings)、維生素、著色劑、礦物質(zhì)、增味劑。
在另一個實施方案中,本發(fā)明的重構(gòu)材料中的可溶性部分可以精確地調(diào)節(jié)(與標準水平相比降低、處于標準水平或與標準水平相比增加)。關(guān)鍵的優(yōu)點是,重構(gòu)材料中的成分水平可以精確地增加至高于原始天然形式的水平,從而允許具有更高濃度的所期望物質(zhì)的產(chǎn)品。成分的調(diào)節(jié)還可以確保遞送成分的一致的標準化水平以補償植物中物質(zhì)(即,活性成分)的自然變化。
不同植物材料通過本發(fā)明方法結(jié)合成浸漬有來自不同植物(相同植物或共混物)的提取物的單一產(chǎn)品提供了新的味道體驗和疊加的或協(xié)同的效果。例如,已知某些植物提取物的組合或某些植物成分的組合具有疊加或協(xié)同效應(yīng),例如用于治療失眠和警醒癥的啤酒花和纈草提取物的混合物(blumenthal等,j.herbalmedicine,expandedcommissionemonographs,americanbotanicalcouncil,austin,2000,394-400)或用于治療幽門螺桿菌(h.pylori)感染的牛至和蔓越橘提取物的混合物(lin等,appl.environ.microbiol.2005年12月,第71卷,第12期,8558-8564),或在前列腺癌細胞系中測試其累加或協(xié)同效應(yīng)的黃芩(s.baicalensis)、木樨草素(d.morifolium)、甘草(g.uralensis)和冬凌草(r.rubescens)的提取物的不同混合物(adams等,evidbasedcomplementalternatmed.2006march;3(1):117-124)。
總之,本發(fā)明的重構(gòu)植物產(chǎn)品提供了若干益處和優(yōu)點,例如
·提供具有更高提取產(chǎn)率和提取速度的產(chǎn)品;
·提供優(yōu)選可分散的和可生物降解的產(chǎn)品;
·能夠調(diào)節(jié)活性成分(例如多酚、精油等)的含量以提供一致的組合物;
·調(diào)節(jié)(減少)不期望成分(例如殺蟲劑、咖啡因等)含量的能力;
·能夠提供新的感官特性(例如調(diào)節(jié)風味強度、各種植物的混合物等);
以及
·在制造過程中減少細菌負載。
以下實施例進一步描述和演示了在本發(fā)明范圍內(nèi)的實施方案。給出這些實施例僅僅是出于說明的目的,并且不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制,因為在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,其多種變化是可能的。
實施例
實施例1
制造重構(gòu)植物產(chǎn)品的方法
使用紅茶(camelliasinensis)植物作為原料。將該植物與水以按重量計1比5的植物/水比例混合,并將該混合物在85℃下加熱20分鐘。隨后,在液壓機中通過提取步驟使水性部分分離于含纖維部分。然后,在按重量計1比5的植物/水比例下將含纖維剩余物在85℃下再次加熱10分鐘。再次,在液壓機中通過提取步驟使水性部分分離于含纖維部分。然后,將含纖維剩余物在valley打漿機中以1.4%稠度精制10分鐘。作為下一步驟,將纖維素纖維,具體是(馬尼拉麻、硬木和軟木漿的共混物,各自的比例:60/10/30)以按重量計5比1的含纖維剩余物/木漿比例添加至含纖維剩余物中,并將產(chǎn)品擠出或模制。在擠出之前、期間或之后添加提取物。
實施例2
重構(gòu)路易波士葉
根據(jù)以下方法制備重構(gòu)產(chǎn)品:首先將路易波士(aspalathuslinearis)以按重量計1比5的路易波士/水比例在85℃下加熱20分鐘。隨后在液壓機中進行提取步驟以使水性部分分離于路易波士纖維部分。將回收的路易波士纖維部分在按重量計1比5的路易波士/水比例下再次在85℃下加熱10分鐘。在另外的提取(通過壓榨)之后,然后將含纖維部分在valley打漿機中以1.4%稠度精制10分鐘。精制后,將纖維素纖維(馬尼拉麻、硬木和軟木漿的共混物,各自的比例:60/10/30)以按重量計5比1的路易波士纖維/木漿比例添加至路易波士含纖維剩余物中,然后將濕強劑以5%w/w的水平添加到纖維部分中以制備手抄紙(handsheets)。將水性部分在蒸發(fā)器中濃縮至固體濃度為50%,然后擠出或模制。在擠出之前、期間或之后添加提取物。
實施例3
重構(gòu)薄荷葉
根據(jù)以下方法制備重構(gòu)產(chǎn)品:首先將薄荷(menthaxpiperita)以按重量計1比5的薄荷/水比例在85℃下加熱20分鐘。隨后在液壓機中進行提取步驟以使水性部分分離于路易波士纖維部分。將回收的薄荷纖維部分在按重量計1比5的薄荷/水比例下在85℃下再次加熱10分鐘。在另外的提取(通過壓榨)之后,然后將含纖維部分在valley打漿機中以1.4%稠度精制10分鐘。精制后,將纖維素纖維(馬鈴薯、硬木和軟木漿的共混物,各自的比例:60/10/30)以按重量計5比1的薄荷纖維/木漿比例添加至薄荷含纖維剩余物中,然后將濕強劑以5%w/w的水平添加到含纖維部分中,并將混合物擠出或模制。在擠出之前、期間或之后添加提取物。