用于生產(chǎn)離散固體擠出顆粒的方法
【專利說(shuō)明】用于生產(chǎn)離散固體擠出顆粒的方法
[0001]本發(fā)明涉及生產(chǎn)包含分散體小滴(dispers1n droplets)的離散固體擠出顆粒(discrete solid extruded particles)的方法，所述顆粒以及所述顆粒在食物、飼料、藥物和個(gè)人護(hù)理應(yīng)用中的用途。
[0002]被擠出的分散體是水包固體親脂活性物分散體(solid lipophilicactive-1n-water-dispers1n)，其包含至少一種類胡蘿卜素和至少一種乳化保護(hù)膠體和水。
[0003]在本發(fā)明的語(yǔ)境中，術(shù)語(yǔ)“乳劑”和“分散體”是同義詞。在本發(fā)明的語(yǔ)境中，分散體包含(至少)一種(或多種)類胡蘿卜素和一種(或多種)乳化劑和水。
[0004]存在許多配制類胡蘿卜素的方法。制劑的類型取決于，即，這些制劑在最終應(yīng)用中的用途以及所使用的材料(成分)的種類。然而，最重要且需要的制劑是所謂的干燥分散體。類胡蘿卜素被乳化進(jìn)含基質(zhì)材料和/或合適的乳化保護(hù)膠體的含水相中。干燥后，類胡蘿卜素被包埋在基質(zhì)材料中。類胡蘿卜素還可以在擠出物(extrudate)中(部分)結(jié)晶化。
[0005]已知的分散技術(shù)為，例如轉(zhuǎn)子-定子系統(tǒng)、高壓均質(zhì)機(jī)或超聲裝置。這些技術(shù)的主要缺點(diǎn)為:需要相對(duì)低的粘度(通常低于IPas)，從而導(dǎo)致分散體中大量的水。通常，這些方法需要使用有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑必須在分散或沉淀后被除去
[0006]擠出方法(和擠出機(jī))在制劑領(lǐng)域眾所周知。對(duì)于許多不同種類的材料，它們可被使用。對(duì)于許多不同種類的材料，例如熱塑性塑料和橡膠，以及食物和飼料，它們可被使用。
[0007]使用擠出技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)為:可配制高粘度溶液且分散體可使用較少水，從而需要較少干燥。此外，擠出方法可作為連續(xù)方法運(yùn)行且它可不利用有機(jī)溶劑而運(yùn)行。
[0008]可在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn):包含脂溶性維生素的乳劑被擠出。US2004/0201116公開(kāi)了粒狀物(pellet)，其通過(guò)將使用裝置如高壓均質(zhì)機(jī)來(lái)生產(chǎn)乳劑與作為第二方法步驟的隨后直接造粒或擠出相組合來(lái)獲得。
[0009]本發(fā)明的目標(biāo)是找到改善(而且簡(jiǎn)化)包含水包固體親脂活性物分散體小滴的擠出物生產(chǎn)的途徑，所述水包固體親脂活性物分散體小滴包含至少一種類胡蘿卜素和至少一種乳化保護(hù)膠體和水。
[0010]然后，這些擠出物還應(yīng)該形成可良好流動(dòng)的形式，其在顆粒表面具有比例低(lowfract1n)的水包固體親脂活性物分散體小滴。
[0011]類胡蘿卜素與親脂維生素和親脂香料明顯不同。這些親脂維生素為液體或能夠容易地通過(guò)利用遠(yuǎn)低于100°c的合理溫度被制成液體。類胡蘿卜素是親脂的，在100°C左右不能被熔化且在更高溫度下分解。它們是所謂的微溶親脂活性物的典型代表。
[0012]已找到生產(chǎn)這種離散固體顆粒的新方法。出乎意料地，已發(fā)現(xiàn):當(dāng)在擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行分散過(guò)程然后擠出物被進(jìn)一步形成離散固體顆粒時(shí)，所述方法以及獲得的擠出物和離散固體顆粒被改進(jìn)。
[0013]當(dāng)在擠出機(jī)(擠出設(shè)備)中進(jìn)行分散過(guò)程且其中之后擠出物被進(jìn)一步形成離散固體擠出顆粒時(shí)，
[0014](i)能夠獲得非常小的平均分散小滴尺寸，和
[0015](ii)獲得非常窄且單形(monomodal)的小滴尺寸分布，和
[0016](iii)這種方法能夠容易地作為連續(xù)方法運(yùn)行，和
[0017](iv)不使用有機(jī)溶劑，和
[0018](V)能夠使用較少水，從而干燥擠出物所需要的能量更少，和
[0019](vi)離散固體擠出顆粒的良好流動(dòng)性。
[0020]因此，本發(fā)明涉及生產(chǎn)離散固體擠出顆粒的方法，其中包含水包固體親脂活性物分散體成分小滴的擠出物在第一步驟中通過(guò)擠出被生產(chǎn)，其中所述分散體包含至少一種類胡蘿卜素和至少一種乳化保護(hù)膠體和水，
[0021]以及在擠出后，擠出物被進(jìn)一步形成離散固體擠出顆粒。
[0022]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式涉及如上所述的方法，其中水包固體親脂活性物分散體小滴包含至少一種類胡蘿卜素(作為固體親脂活性物)和至少一種乳化保護(hù)膠體和水，其中在擠出機(jī)中進(jìn)行乳化過(guò)程。
[0023]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式涉及如上所述的方法，其中擠出物通過(guò)切割和干燥被進(jìn)一步形成離散固體擠出顆粒。
[0024]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式涉及如上所述的方法，其中可在切割之前、切割期間或切割之后，以及它們的組合(=任何順序的干燥和切割)進(jìn)行干燥。
[0025]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式涉及如上所述的方法，其中擠出物通過(guò)滾圓(spheronisat1n)過(guò)程被進(jìn)一步形成離散固體擠出顆粒。
[0026]當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“類胡蘿卜素”包括天然的或合成的胡蘿卜素或者結(jié)構(gòu)相關(guān)的多烯化合物，其可被用作食物的功能性健康成分或著色劑，例如α-或β-胡蘿卜素、8’ -阿樸-β -胡蘿卜素醛、8’ -阿樸-β -胡蘿卜素酸酯例如乙酯、角黃素、蝦青素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃素或藏紅花酸、或它們的混合物。優(yōu)選的類胡蘿卜素是β-胡蘿卜素、番茄紅素和葉黃素以及它們的混合物，尤其是胡蘿卜素。
[0027]因此，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式是如上所述的方法，其中一種或多種類胡蘿卜素選自α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、8’-阿樸-β-胡蘿卜素醛、8’-阿樸-β-胡蘿卜素酸酯例如乙酯、角黃素、蝦青素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃素和藏紅花酸。
[0028]在一個(gè)特別優(yōu)選的方法中，類胡蘿卜素是β -胡蘿卜素。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的方法中使用至少一種乳化保護(hù)膠體。術(shù)語(yǔ)乳化保護(hù)膠體涵蓋具有乳化性能的所有保護(hù)膠體?？梢允褂萌魏瓮ǔＲ阎褪褂玫娜榛Ｗo(hù)膠體?？筛鶕?jù)擠出物之后的最終用途選擇乳化保護(hù)膠體。這意味著:如果通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的擠出物用于食物或飼料產(chǎn)品中，那么乳化保護(hù)膠體必須為食物或飼料等級(jí)。如果它們用于藥物應(yīng)用中，那么乳化劑必須為藥物等級(jí)。
[0030]合適的乳化保護(hù)膠體為，即改性(食物)淀粉、抗壞血酸棕櫚酸酯、果膠、藻酸鹽、卡拉膠、紅藻膠、糊精衍生物、纖維素和纖維素衍生物(例如乙酸纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素)、木質(zhì)素磺酸鹽、多糖膠(例如阿拉伯膠、亞麻子膠、茄替膠、羅望子膠和阿拉伯半乳聚糖)、明膠(牛、魚、豬肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亞麻子、紅花、扁豆、堅(jiān)果、小麥、水稻、玉米、大麥、黑麥、燕麥、羽扇豆和高粱)、動(dòng)物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸單甘油酯、脂肪酸雙甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)。
[0031]淀粉可被物理和化學(xué)改性。預(yù)明膠化淀粉是物理改性淀粉的實(shí)例。酸改性的、氧化的、交聯(lián)的、淀粉酯、淀粉醚和陽(yáng)離子淀粉是化學(xué)改性淀粉的實(shí)例。
[0032]因此，一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式涉及下述方法，其中至少一種乳化保護(hù)膠體選自改性(食物)淀粉、抗壞血酸棕櫚酸酯、果膠、藻酸鹽、卡拉膠、紅藻膠、糊精衍生物、纖維素和纖維素衍生物(例如乙酸纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素)、木質(zhì)素磺酸鹽、多糖膠(例如阿拉伯膠、亞麻子膠(flaxseed gum)、茄替膠、羅望子膠和阿拉伯半乳聚糖)、明膠(牛、魚、豬肉、家禽)、植物蛋白(例如豌豆、大豆、蓖麻子、棉花、土豆、甘薯、木薯、油菜籽、向日葵、芝麻、亞麻子、紅花、扁豆、堅(jiān)果、小麥、水稻、玉米、大麥、黑麥、燕麥、羽扇豆和高粱)、動(dòng)物蛋白包括乳或乳清蛋白、卵磷脂、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸單甘油酯、脂肪酸雙甘油酯、山梨聚糖酯、PG酯和糖酯(及其衍生物)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的方法中還使用水。但如前所述，可使用與通常采用的方法相比較少水來(lái)運(yùn)行所述方法。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的方法中不使用有機(jī)溶劑。
[0035]在配制(擠出)過(guò)程期間，還可以加入其它成分(助劑)。
[0036]所述助劑可有益于擠出過(guò)程
[0037]和/或擠出物，
[0038]和/或離散固體顆粒，
[0039]和/或產(chǎn)品(或應(yīng)用)，其中所述離散固體顆粒之后被使用。
[0040]所述助劑例如，
[0041]抗氧化劑(例如抗壞血酸或其鹽、生育酚(合成的或天然的))、丁羥甲苯(BHT)、抗壞血酸棕櫚酸酯、丁羥茴醚(BHA)、沒(méi)食子酸丙酯、叔丁基羥基喹啉、乙氧喹啉和/或脂肪酸的抗壞血酸酯)；
[0042]塑化劑(例如果糖、葡萄糖、丙三醇、甘露醇、轉(zhuǎn)化糖漿、山梨醇、蔗糖、木糖醇、丙二醇、檸檬酸的酯、乳糖醇、赤蘚糖醇和麥芽糖醇)；
[0043]穩(wěn)定劑(例如凝膠形成劑如黃原膠、結(jié)冷膠)；
[0044]濕潤(rùn)劑(例如甘油、山梨醇、聚乙二醇)；
[0045]染料；
[0046]芳香劑；
[0047]填充劑和
[0048]緩沖劑。
[0049]任選地加入這些助劑。當(dāng)加入時(shí)，那么基于分散體的總重量，助劑的量從I到85重量 (Wt.) O
[0050]以上列出的關(guān)于類胡蘿卜素、乳化保護(hù)膠體和助劑的所有優(yōu)選也適用于擠出物組合物以及離散固體擠出顆粒。
[0051]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方法中，基于分散體的總重量，使用0.5wt.-%至50wt.- %，優(yōu)選地Iwt.- %至45wt.- %,更優(yōu)選地Iwt.- %至30wt.- %,甚至更優(yōu)選地Iwt.至20wt.-%，尤其優(yōu)選地Iwt.