Продукт на водной основе, включающий маслосодержащие микрокапсулы, и способ его производства
Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложена водная дисперсия микрокапсул, включающих по крайней мере одно гидрофобное вещество и белковую поверхность раздела, окружающую по крайней мере одно гидрофобное вещество. Причем белковая поверхность раздела включает не вступивший в реакцию белок и не вступивший в реакцию полисахарид и гликозилированный с присоединением полисахаридов белок. При этом гликозилированный с присоединением полисахаридов белок включает по крайней мере один белковый остаток и по крайней мере один остаток высокомолекулярного полисахарида. Способ предусматривает: приготовление раствора белка и полисахарида, лиофилизацию раствора белка и полисахарида с образованием лиофилизированного продукта, нагревание лиофилизированного продукта для образования гликолизированного с присоединением полисахаридов белка, объединение и гомогенизацию воды, гидрофобного вещества и гликозилированного с присоединением полисахаридов белка в эмульсию. При этом гликозилированный с присоединением полисахаридов белок собирается на границе раздела гидрофобного вещества и воды, в силу чего образуется водная дисперсия микрокапсул. Изобретение позволяет получить микрокапсулы, которые являются стабильными при хранении как сами по себе, так и при включении в кислые продукты, а также позволяют устранять или уменьшать неприятный вкус и запах. 5 н. и 33 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.
ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ
Эта заявка притязает на приоритет заявки на патент США с серийным №13/425941, которая подана 21 марта 2012 и озаглавлена «Aqueous Product Comprising Oil-Containing Microcapsules and Method for the Manufacture Thereof» (№ патентного реестра 056943.00966) и содержание которой в полном объеме включено таким образом посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области защиты гидрофобного вещества в кислотной водной системе, конкретнее микрокапсулам, содержащим гидрофобные вещества, в кислотных водных системах, таких как пищевые продукты.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Определенные гидрофобные вещества являются желательными в качестве ингредиентов в пищевых продуктах, таких как, например, напитки. В некоторых случаях такое гидрофобное вещество не обладает приятным вкусом или вкусовым профилем или не является в достаточной степени стабильным в кислотной среде. Примеры таких гидрофобных веществ включают жирные кислоты класса омега-3, нерастворимые в воде ароматизаторы, нерастворимые в воде витамины и т.д. Были обнаружены некоторые гидрофобные вещества, которые оказывают благотворное влияние на здоровье. Например, жирные кислоты класса омега-3 и омега-6 образуют важную часть рациона питания человека. Эйкозапентаеноевая кислота (EPA) и докозагексаеновая кислота (DHA), длинноцепочечные формы жирных кислот класса омега-3, как полагают, во многих случаях поддерживают здоровое состояние и функции головного мозга и сердечно-сосудистой системы, в числе других примеров пользы для здоровья. Было высказано мнение, что потребление жирных кислот класса омега-3 следует увеличить.
Ранее гидрофобные вещества непосредственно включали в водную систему в виде раствора (с использованием смешиваемого растворителя), экстракта, эмульсии или мицеллярной дисперсии (так называемой микроэмульсии). Хотя все из этих подходов служат для диспергирования гидрофобного вещества в водной системе, они не обеспечивают длительную защиту от гидролиза и окисления. Имеющиеся в продаже рыбьи жиры, например, могут быть богаты жирными кислотами класса омега-3 и в некоторых случаях заключены в капсулы, но эти имеющиеся в продаже рыбьи жиры, как было доказано, не являются в достаточной мере стабильными во всех пищевых окружениях, например физически стабильными или стабильными во вкусовом отношении в кислых пищевых продуктах. Это может приводить к негативным изменениям пищевого продукта, например неприятным рыбным привкусам и запахам после проглатывания, в частности рыбному привкусу, вызванному обратным выбросом рыбьего жира из желудка. Кроме того, жирные кислоты класса омега-3, а также многие нерастворимые в воде ароматизаторы, нерастворимые в воде витамины и т.д. не устойчивы к деградации, например, в результате окисления или гидролиза, при подвергании воздействию воздуха, воды и/или света.
Было бы желательным обеспечение подходящих для применения в пищевых продуктах съедобных композиций, которые включают одно или более гидрофобных веществ. Также было бы желательным обеспечение пищевых продуктов, включающих такие съедобные композиции. По крайней мере некоторые из вариантов осуществления новых композиций, раскрытых ниже, могут уменьшить или устранить неприятный вкус или запах одного или более включенных гидрофобных веществ при использовании в качестве ингредиента в пищевом продукте, подходящем для потребления человеком или животным. По крайней мере некоторые из вариантов осуществления новых композиций, раскрытых ниже, обеспечивают гидрофобные вещества в стабильной форме для применения в водных системах, таких как пищевые продукты. В по крайней мере некоторых вариантах осуществления гидрофобное вещество устойчиво к окислению и гидролизу во время срока хранения пищевого продукта. В по крайней мере некоторых вариантах осуществления гидрофобное вещество устойчиво к окислению и гидролизу в кислом пищевом продукте, например пищевом продукте при pH ниже pH 5,0 и в некоторых случаях ниже pH 3,5. Дополнительные признаки и преимущества некоторых или всех пищевых продуктов, раскрытых здесь, будут выявлены квалифицированными в технологии пищевых продуктов специалистами с учетом следующего краткого изложения сущности и описания неограничивающих примеров.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспекты настоящего изобретения направлены на системы доставки гидрофобных веществ, которые могут быть включены в пищевые продукты, такие как, например, кислый пищевой продукт. Посредством заключения гидрофобного вещества в микрокапсулы, образованные из гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка, один или более негативных эффектов (например, окисление, привкус, неприятный запах и т.д.) можно уменьшить или устранить.
В одном аспекте обеспечивается пищевой продукт, включающий водную дисперсию микрокапсул, причем микрокапсулы содержат по крайней мере одно гидрофобное вещество и белковую поверхность раздела, окружающую по крайней мере одно гидрофобное вещество, причем белковая поверхность раздела включает гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок, и гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок включает по крайней мере один белковый остаток и по крайней мере один остаток полисахарида, и второй пищевой ингредиент вместе с водной дисперсией микрокапсул. Ссылка здесь на белковую поверхность раздела, находящуюся «вокруг» гидрофобного вещества, и альтернативные термины, используемые ниже, такие как «окружать», «микроинкапсулировать», подвергать заключению в микрокапсулу» и т.д., используются взаимозаменяемо, и, как подразумевается, означают, что белковая поверхность раздела эффективно изолирует или иным образом защищает гидрофобное вещество (независимо от того, окружает ли она в полной мере или полностью гидрофобное вещество или нет), например, для лучшего вкусового профиля, устойчивости к окислению, устойчивости к гидролизу и/или любого сочетания этих или других целей.
В некоторых вариантах осуществления, т.е. неограничивающих примерах или вариантах осуществления, системы доставки водной дисперсии и относящихся к пищевому продукту аспектов, раскрытых здесь, по крайней мере один остаток полисахарида гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка имеет молекулярную массу, составляющую по крайней мере 5 кДа, по крайней мере 200 кДа или не более 1000 кДа, и выбирают из остатка пуллулана, остатка декстрана, остатка гуаровой камеди, остатка смолы плодорожкового дерева, остатка камеди тары, остатка пектина и комбинаций любых из них. В некоторых вариантах осуществления по крайней мере один белковый остаток включает по крайней мере один из остатка белка молочной сыворотки, остатка овальбумина, остатка лизоцима, остатка картофельного белка, остатка соевого белка, остатка зеина и остатка глютена. В некоторых вариантах осуществления белковый остаток по существу состоит из остатка белка молочной сыворотки, остатка овальбумина, остатка лизоцима, остатка картофельного белка, остатка соевого белка, остатка зеина, остатка глютена или комбинации любых из них. В некоторых вариантах осуществления гидрофобное вещество включает один или более липидов, нерастворимых в воде витаминов, нерастворимых в воде стеринов, нерастворимых в воде флавоноидов, ароматизаторов, эфирных масел и комбинации любых из них или по существу состоит из него (них). В некоторых вариантах осуществления по крайней мере одним остатком полисахарида является остаток пуллулана, по крайней мере одним белковым остатком является остаток белка молочной сыворотки, а гидрофобное вещество включает жирную кислоту класса омега-3. В некоторых вариантах осуществления пищевым продуктом является напиток, а в некоторых вариантах осуществления пищевым продуктом является кислый напиток.
Во втором аспекте обеспечивается способ приготовления водной дисперсии микрокапсул, включающий: a) приготовление раствора белка и полисахарида, b) лиофилизацию раствора белка и полисахарида (по выбору называемому здесь, для удобства, белковым/полисахаридным раствором) с образованием лиофилизированного продукта, c) нагревание лиофилизированного продукта для образования гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка, d) объединение и гомогенизацию воды, гидрофобного вещества и гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка в эмульсию, при этом гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок собирается на или в виде белковой поверхности раздела гидрофобного вещества и воды, в силу чего образуется раствор микрокапсул.
В некоторых вариантах осуществления раскрытых аспектов, относящихся к способу, раствор белка и полисахарида включает 10-20% белка и 10-25% полисахарида. Все используемые здесь процентные значения (кроме особо оговоренных случаев) являются процентом по весу всей упоминаемой композиции или материала (например, в предшествующем предложении, всего «раствора белка и полисахарида»). В некоторых таких вариантах осуществления раствор белка и полисахарида нагревают при 40-60°C, 40-80% относительной влажности, в течение 24-48 часов для образования гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка. В некоторых вариантах осуществления эмульсия гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка, воды и гидрофобного вещества имеет pH, составляющий приблизительно от pH 6,0 до pH 7,0.
В третьем аспекте водную дисперсию микрокапсул получают с использованием способа, включающего: a) приготовление раствора белка и полисахарида, b) лиофилизацию раствора белка и полисахарида, c) нагревание лиофилизированного раствора белка и полисахарида для образования гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка, d) объединение воды, гидрофобного вещества и гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка и гомогенизацию и e) допуск сбора гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка на границе раздела гидрофобного вещества и воды, в силу чего образуется раствор микрокапсул.
В четвертом аспекте обеспечивается микрокапсула, содержащая по крайней мере одно гидрофобное вещество и слой вокруг по крайней мере одного гидрофобного вещества. Слой включает гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок. Гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок включает по крайней мере один белковый остаток и по крайней мере один остаток полисахарида.
В пятом аспекте обеспечивается водная дисперсия микрокапсул, причем микрокапсулы содержат по крайней мере одно гидрофобное вещество и слой вокруг по крайней мере одного гидрофобного вещества. Слой включает гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок. Гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок включает по крайней мере один белковый остаток и по крайней мере один остаток полисахарида.
В шестом аспекте обеспечивается пищевой продукт, включающий микрокапсулы, содержащие по крайней мере одно гидрофобное вещество и слой вокруг по крайней мере одного гидрофобного вещества, причем слой включает гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок, и причем гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок включает по крайней мере один белковый остаток и по крайней мере один остаток полисахарида.
В седьмом аспекте обеспечивается водная дисперсия микрокапсул, причем микрокапсула включает по крайней мере одно гидрофобное вещество, включающее жирные кислоты класса омега-3, и белковую поверхность раздела вокруг по крайней мере одного гидрофобного вещества, причем белковая поверхность раздела включает гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок, включающий по крайней мере один остаток белка молочной сыворотки и по крайней мере один остаток пуллулана. В некоторых вариантах осуществления средняя толщина белковой поверхности раздела составляет 0,005-10,0 мкм.
В по крайней мере некоторых вариантах осуществления раскрытые здесь микрокапсулы (также называемые здесь в качестве альтернативы и взаимозаменяемо маслосодержащими микрокапсулами, микрокапсулами, содержащими гидрофобное вещество, микрокапсулами на основе гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка, микрокапсулами на основе PGP и т.д.) и пищевые продукты, включающие их в качестве ингредиента, как было установлено, обладают непредвиденными, желаемыми свойствами. Например, в некоторых таких вариантах осуществления микрокапсулы на основе гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка (PGP) могут оставаться суспендированными в водных системах, например напитках, концентратах для производства напитков и т.д., в течение неожиданно длительного периода времени. В некоторых таких вариантах осуществления микрокапсулы на основе PGP могут оставаться суспендированными в кислотных водных системах, например напитках, концентратах для производства напитков и т.д., имеющих значение pH ниже pH 7,0 и в некоторых случаях ниже pH 3,5, в течение неожиданно длительного периода времени. Кроме того, было установлено, что в по крайней мере некоторых вариантах осуществления PGP-содержащий слой на границе раздела эффективно защищает гидрофобное вещество в микрокапсулах от окисления и/или гидролиза, и т.д.
Эти и другие аспекты, преимущества и признаки настоящего изобретения, раскрытого здесь, проявятся ввиду ссылки на следующее подробное описание. Кроме того, должно быть понятно, что признаки различных вариантов осуществления, описанных здесь, не являются взаимоисключающими и существуют в различных комбинациях и перестановках в других вариантах осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах одинаковые номера позиций, как правило, относятся к одинаковым частям во всех различных изображениях. Также чертеж не должен быть обязательно в масштабе, взамен уделяется основное внимание иллюстрации принципов настоящего изобретения. В следующем описании различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на следующий чертеж, на котором:
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение микрокапсулы в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Различные примеры и варианты осуществления объекта изобретения, раскрытого здесь, являются возможными и будут выявлены специалистом со средним уровнем компетентности в данной области техники, с учетом этого описания. В этом описании ссылка на «некоторые, приводимые в качестве примера варианты осуществления» (и схожие выражения) означает, что эти варианты осуществления являются только неограничивающими примерами объекта изобретения, и что, вероятно, существуют другие альтернативные варианты осуществления, которые не исключаются. Если не оговорено противное, или если противное не явствует из контекста, в котором элемент или признак описывается, альтернативные элементы или признаки в вариантах осуществления и примерах, представленных ниже, и представленном выше «Кратком изложении сущности настоящего изобретения» являются взаимозаменяемыми друг другом. Т.е. элемент, описанный в одном примере, может быть заменен на один или более соответствующие элементы, описанные в другом примере. Также необязательные или несущественные признаки, раскрытые в связи с конкретным вариантом осуществления или примером, как следует понимать, раскрыты для применения в любом другом варианте осуществления раскрытого объекта. В общем, элементы примеров, как следует понимать, раскрыты обычно для применения с другими аспектами и примерами устройств и способов, раскрытых здесь. Ссылка на компонент или ингредиент, являющийся действительным, т.е. способным выполнять одну или более функций, задач и/или действий или т.п., как подразумевается, означает, что он может выполнять специально перечисленные функции(ю), задачи(ю) и/или действия(е) в по крайней мере некоторых вариантах осуществления и может быть весьма действительным для выполнения одной или более других функций, задач и/или действий. Хотя это описание включает конкретные примеры, в том числе предпочтительные сейчас лучшие варианты или варианты осуществления, квалифицированным в данной области техники специалистам будет понятно, что существуют многочисленные вариации и модификации в пределах сущности и объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. Каждое слово и выражение, используемое в формуле изобретения, как подразумевается, включает все его словарные значения, соответствующие его применению в этом изобретении и/или его техническому и промышленному применению в любой соответствующей области техники. Неопределенные артикли, такие как «a» и «an», и определенный артикль «the» и другие такие слова и выражения, как используются в формуле изобретения обычным и традиционным для патентов образом, означают «по крайней мере один» или «один или более». Слово «включающий», как используется в формуле изобретения, имеет свое обычное, неограниченное значение, т.е. означает, что продукт или способ, определенный в соответствии с пунктом формулы, может необязательно также иметь дополнительные признаки, элементы и т.д. сверх тех, которые прямо перечислены. Выражение «по существу состоящий из» используется для указания на то, что определенный продукт или способ обязательно включает перечисленные ингредиенты, и в нем могут применяться не перечисленные ингредиенты, которые фактически не оказывают влияние на основные и новые свойства настоящего изобретения.
Аспекты настоящего изобретения относятся к раскрытым здесь микрокапсулам для гидрофобных веществ, которые обеспечивают стабильную композицию, подходящую для включения в пищевые продукты, т.е. микрокапсулы стабильны в течение стеллажного хранения, для применения при производстве пищевых продуктов, и для стеллажного хранения после включения в кислые пищевые продукты, и т.д. Микрокапсулы уменьшают или устраняют неприятный вкус и запах многих гидрофобных веществ, таких как рыбий жир, и уменьшают деградацию, например, в результате окисления или гидролиза, нестабильных гидрофобных веществ. Микрокапсулы могут быть включены в пищевой продукт, ассоциированный с пользой для здоровья, например апельсиновый сок, для обеспечения увеличенной пищевой ценности. Кроме того, микрокапсулы могут быть включены в пищевые продукты, например газированные безалкогольные напитки. Посредством заключения таких гидрофобных веществ в микрокапсулы возможные негативные визуальные и физические изменения пищевого продукта могут быть уменьшены или аннулированы. Результирующий пищевой продукт является привлекательным для потребителя, а также стабильным и имеющим достаточный срок хранения.
В некоторых вариантах осуществления микрокапсулы обеспечиваются в водной дисперсии. Как здесь используется, «водная дисперсия» определяется как частицы, распределенные по всей среде жидкой воды, например, в виде суспензии, коллоидного раствора, эмульсии, золя и т.д. Среда жидкой воды может представлять собой чистую воду или может представлять собой смесь воды с по крайней мере одним смешиваемым с водой растворителем, таким как, например, этанол или другие спирты, пропиленгликоль, глицерин, диметилсульфоксид, диметилформамид и т.д. В некоторых вариантах осуществления может присутствовать значительная концентрация смешиваемого с водой растворителя в водной дисперсии микрокапсул, например, по крайней мере 1% по объему, между приблизительно 1% и приблизительно 20% по объему, или более 20% по объему, например 5%, 10% или 15% по объему. В других вариантах осуществления микрокапсулы разбавляют в пищевом продукте, и концентрация смешиваемого с водой растворителя является незначительной.
Как здесь используется, «микрокапсула» определяется как четко различимая отдельная частица, содержащая одно или более гидрофобных веществ, например масло, нерастворимые в воде витамины, ароматизаторы и т.д., которые окружены белковой поверхностью раздела, также называемой здесь белковым слоем на границе раздела, которая отделяет указанные гидрофобные вещества от среды, окружающей частицу. В некоторых вариантах осуществления могут существовать четко различимые отдельные скопления (например, агломераты) вышеупомянутых частиц.
Как здесь используется, «гидрофобное вещество» относится к несмешиваемому с водой материалу, такому как масло, липид, нерастворимый в воде витамин (например, α-токоферол), нерастворимый в воде стерин, нерастворимый в воде флавоноид, ароматизатор или эфирное масло. Масло, используемое в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой твердое тело, жидкость или смесь и того, и другого.
Как здесь используется, «липид» включает любое вещество, которое содержит один или более остатков жирных кислот, в том числе свободные жирные кислоты. Таким образом, термин «липид» охватывает, например, триглицериды, диглицериды, моноглицериды, свободные жирные кислоты, фосфолипиды или комбинацию любых из них.
Как здесь используется, «жирная кислота» включает свободные жирные кислоты, а также остатки жирных кислот. Всякий раз, когда здесь ссылаются на процент по весу жирных кислот, этот процент по весу включает свободные жирные кислоты, а также остатки жирных кислот (например, остатки жирных кислот, содержащиеся в триглицеридах). Кроме того, как здесь используется, «полиненасыщенная жирная кислота» (PUFA) включает любую жирную кислоту, содержащую 2 или более двойных связей в углеводной цепи.
Как здесь используется, «гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок» или «PGP» представляет собой молекулу, которая может являться истинным белком, в котором по крайней мере один остаток полисахарида ковалентно или иначе связан с по крайней мере одним белковым остатком. PGP типично образуется, когда сахара подвергают тепловой обработке вместе с белками, что вызывает реакции потемнения (обычно реакции типа Майяра). Как здесь используется, «остаток полисахарида» относится к части PGP, которая происходит из полисахарида. Подобным образом, «белковый остаток» относится к части PGP, которая происходит из белка. «Остаток» относится к компоненту или составной части полисахарида или белка, который образует гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок.
Как здесь используется, «полисахарид» относится к полимерным углеводным структурам, которые включают моносахариды в качестве единиц, соединенные вместе гликозидными связями. Эти структуры могут быть линейными, или они могут содержать различные степени разветвления. Полисахариды типично содержат от 20 до 1000 единиц-моносахаридов.
Как здесь используется, «белок» относится к полимеру, построенному из аминокислот, организованных в цепь и соединенных вместе пептидными связями между карбоксильными группами и аминогруппами соседних аминокислотных остатков. Типично белок содержит по крайней мере 10 аминокислотных остатков. Белок, используемый в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой, например, интактный встречающийся в природе белок, белковый гидролизат или синтезированный белок.
Как здесь используется, «поверхность раздела» или «слой на границе раздела» представляет собой слой, который отделяет одно или более гидрофобных веществ в микрокапсуле от окружающей среды (например, водной среды или газовой атмосферы). Как здесь используется, «белковая поверхность раздела» или «белковый слой на границе раздела» представляет собой слой на границе раздела, который, с исключением воды, содержит по крайней мере 25% по весу, предпочтительно по крайней мере 50% по весу белка и/или производных белка, таких как PGP. Слой на границе раздела в некоторых, но не обязательно всех вариантах осуществления, имеет одинаковую толщину. Кроме того, не требуется, чтобы он был обязательно непрерывным слоем, а точнее он может быть прерывающимся, неравномерным или т.п., при условии, что он является эффективным в качестве поверхности раздела между гидрофобным веществом(ами) и водной средой, в которой микрокапсулы диспергированы. В некоторых вариантах осуществления белковый слой на границе раздела состоит из ряда белковых молекул, некоторые из которых включают полисахаридный хвост (PGP). Во многих вариантах осуществления полисахаридный хвост в молекулах PGP может индуцировать взаимное отталкивание от других микрокапсул, что тем самым предотвращает агрегацию и вносит вклад в пространственную стабильность микрокапсулы.
В некоторых вариантах осуществления готовят водный раствор, включающий по крайней мере один белок и по крайней мере один полисахарид. В по крайней мере некоторых таких вариантах осуществления по крайней мере один белок включает любой пищевой белок (белки) или по существу состоит из него. Некоторые неограничивающие примеры по крайней мере одного белка включают, например, белок молочной сыворотки, такой как бета-лактоглобулин, альфа-лактальбумин, белковый изолят из молочной сыворотки, белковый концентрат молочной сыворотки, овальбумин, лизоцим, картофельный белок, соевый белок, зеин, глютен, гороховый белок, мясной белок или комбинацию любых из них. По крайней мере один полисахарид в по крайней мере некоторых вариантах осуществления включает любой высокомолекулярный полисахарид или по существу состоит из него. Некоторые неограничивающие примеры по крайней мере одного полисахарида включают, например, пуллулан, декстран, гуаровую камедь, смолу плодорожкового дерева, камедь тары, пектин или комбинации любых из них. В некоторых вариантах осуществления раствор по крайней мере одного белка и по крайней мере одного полисахарида включает 10-20% по весу по крайней мере одного белка и 10-25% по весу по крайней мере одного полисахарида. В некоторых вариантах осуществления соотношение полисахарида и белка может составлять, например, от 1:50 до 2:1. В альтернативных вариантах осуществления соотношение полисахарида и белка может составлять, например, 1:10. В некоторых вариантах осуществления раствор по крайней мере одного белка и по крайней мере одного полисахарида подвергают смешиванию, например смешиванию с большими сдвиговыми усилиями. В некоторых вариантах осуществления смешивание с большими сдвиговыми усилиями может совершаться при 5000 об/мин в течение 10 мин.
В некоторых вариантах осуществления раствор по крайней мере одного белка и по крайней мере одного полисахарида подвергают лиофилизации для объединения по крайней мере одного белка и по крайней мере одного полисахарида на молекулярном уровне. Раствор можно лиофилизировать с использованием любого способа, известного квалифицированным в данной области техники специалистам. Например, раствор можно поместить в лоток для сублимационной сушки, который затем размещают в пространстве, соединенном с холодной зоной (-40°C), которое откачивают на вакуум (приблизительно 10-5 бар) в течение 24 часов. Может использоваться любое стандартное устройство для сублимационной сушки.
В альтернативных вариантах осуществления по крайней мере один белок и по крайней мере один полисахарид можно объединить на молекулярном уровне подвергая комбинацию из по крайней мере одного белка и по крайней мере одного полисахарида механическому измельчению, например, с помощью измельчения в шаровой мельнице, ступки и песта или любой другой формы измельчения в порошок.
В некоторых вариантах осуществления лиофилизированный продукт по крайней мере одного белка и по крайней мере одного полисахарида нагревают для образования гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка (PGP). В некоторых вариантах осуществления лиофилизированный продукт нагревают при 40-60°C и 40-80% относительной влажности в течение 24-48 часов. В некоторых вариантах осуществления лиофилизированный продукт нагревают при 60°C и 60% относительной влажности в течение 24-48 часов. В некоторых вариантах осуществления нагревание лиофилизированного продукта вызывает реакцию Майяра, в силу чего образуется PGP.
PGP, образованный за счет реакции Майяра, включает по крайней мере один остаток полисахарида и по крайней мере один белковый остаток. В некоторых вариантах осуществления по крайней мере один белковый остаток включает остаток белка молочной сыворотки, остаток овальбумина, остаток лизоцима, остаток картофельного белка, остаток соевого белка, остаток зеина, остаток глютена или комбинацию любых из них. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления по крайней мере один остаток полисахарида включает остаток пуллулана, остаток декстрана, остаток гуаровой камеди, остаток смолы плодорожкового дерева, остаток камеди тары, остаток пектина или комбинацию любых из них.
В некоторых вариантах осуществления остаток полисахарида содержит по крайней мере 90% по весу моносахаридов в качестве единиц, включающих по крайней мере один из глюкозы, фруктозы, арабинозы, галактозы и производных глюкозы, фруктозы, арабинозы и галактозы. В некоторых вариантах осуществления остатком полисахарида является гомополимер, включающий по крайней мере 90% по весу одинаковых единиц-моносахаридов. В некоторых вариантах осуществления остаток полисахарида, содержащийся в PGP, имеет молекулярную массу, составляющую, например, по крайней мере 5 кДа, 10 кДа, 100 кДа или 200 кДа, как определено с помощью анализа с использованием гель-хроматографии. В некоторых вариантах осуществления остаток полисахарида, содержащийся в PGP, имеет молекулярную массу, которая не должна превышать 1000 кДа.
В некоторых вариантах осуществления эмульсию готовят посредством объединения PGP с водой и гидрофобным веществом. В некоторых вариантах осуществления гидрофобным веществом является, например, капелька масла. Капелька, как используется, относится к количеству вещества, например масла, которое связывается полностью или почти полностью свободными поверхностями. В некоторых вариантах осуществления капелька может иметь определенную форму, например может быть, как правило, сферической по форме. В некоторых вариантах осуществления капелькой масла является липофильное питательное вещество или нерастворимый в воде ароматизатор. В некоторых вариантах осуществления капелька масла может содержать липофильное питательное вещество или нерастворимый в воде ароматизатор в комбинации с антиоксидантом (например, α-токоферолом, каротинами и убихинолом).
В некоторых вариантах осуществления липофильное питательное вещество может по существу состоять из жирорастворимых витаминов (например, витаминов A, D, E и K), токотриенолов, каротиноидов, ксантофиллов (например, ликопина, лютеина, астаксантина и зеазантина), жирорастворимых БАД, в том числе фитостеринов, станолов и их эфиров, коэнзима Q10 и убихинола, гидрофобных аминокислот и пептидов, эфирных масел и экстрактов, и жирных кислот или включать их. Жирные кислоты могут включать, например, линоленовую кислоту с сопряженными двойными связями (CLA), жирные кислоты класса омега-6 и жирные кислоты класса омега-3. Подходящие жирные кислоты класса омега-3 включают, например, короткоцепочечные жирные кислоты класса омега-3, такие как альфа-линоленовая кислота (ALA), которая происходит из растительных источников, например льняного семени, и длинноцепочечные жирные кислоты класса омега-3, такие как эйкозапентаеноевая кислота (EPA) и докозагексаеновая кислота (DHA). В некоторых вариантах осуществления длинноцепочечные жирные кислоты класса омега-3 могут происходить, например, из масел из продуктов моря или рыбьего жира. Такие масла можно экстрагировать из различных типов рыб или морских животных, таких как анчоусы, мойва, треска, сельдь, скумбрия, менхаден, лосось, сардины, акула и тунец, или из морской растительности, такой как микроводоросли, или комбинации любых их них. Другие источники жирных кислот класса омега-3 включают ткань печени и головного мозга и яйца.
В некоторых вариантах осуществления нерастворимый в воде ароматизатор может включать любое вещество, которое придает пищевому продукту или напитку желаемый аромат, которое по существу не растворяется в воде (например, неполярные, гидрофобные вещества, такие как липиды, жиры, масла и т.д.), или по существу состоять из него. В некоторых вариантах осуществления ароматизатором может быть жидкость, гель, коллоидный раствор или измельченные твердые частички, например масло, экстракт, экстракционное эфирное масло или т.п. Приводимые в качестве примера нерастворимые в воде ароматизаторы включают, но без ограничения, цитрусовые масла и экстракты, например апельсиновое масло, лимонное масло, грейпфрутовое масло, масло лайма, цитраль и лимонен, ореховые масла и экстракты, например миндальное масло, масло из лесного ореха и арахисовое масло, масла и экстракты из других фруктов, например вишневое масло, яблочное масло и клубничное масло, масла и экстракты из растений, например кофейное масло, мятное масло, ванильное масло, и комбинации любых их них.
В некоторых вариантах осуществления воду, гидрофобное вещество и PGP объединяют для образования эмульсии типа «масло-в-воде». В некоторых вариантах осуществления эмульсия включает PGP, воду, гидрофобное вещество и по крайней мере одно из второго белка, второго полисахарида и пектина. В некоторых вариантах осуществления второй белок и второй полисахарид могут быть не вступившим в реакцию белком и полисахаридом в материале PGP. В некоторых вариантах осуществления эмульсию гомогенизируют после объединения воды и масла, в альтернативном случае после объединения воды, масла и PGP. В некоторых вариантах осуществления гомогенизация представляет собой двухстадийный процесс гомогенизации под высоким давлением (т.е. 800 и 80 бар). В альтернативных вариантах осуществления эмульсию можно создать с помощью других способов, известных в данной области техники, в том числе эмульгирования с использованием микрофлюидного устройства, эмульгирования поршневого типа или мембранного эмульгирования. В некоторых вариантах осуществления после гомогенизации PGP и по крайней мере одно из второго белка, второго полисахарида и пектина собираются на границе раздела воды и масла, образуя белковую поверхность раздела и тем самым образуя микрокапсулы в водной дисперсии. В некоторых вариантах осуществления подкислитель и/или химический консервант может быть добавлен до, во время или после образования эмульсии. Неограничивающие примеры подкислителя включают, например, лимонную кислоту, глюконо-дельта-лактон, адипат, фосфорную кислоту, уксусную кислоту и винную кислоту. Неограничивающие примеры химического консерванта включают, например, натрия гексаметафосфат (SHMP), кальция пропионат, кальция сорбат, калия сорбат, натрия цитрат, калия цитрат, кальция бензоат, натрия бензоат, калия бензоат, натрия нитрат, натрия хлорид, сернистый газ, натамицин, низин, сульфиты (диоксид серы, бисульфит натрия, гидросульфит калия и т.д.) и динатрий EDTA. Альтернативно, эмульсию можно обработать противомикробными средствами, с использованием облучения, термообработки, например пастеризации, используя ультравысокотемпературную обработку (UHT) и/или обработку в течение короткого времени при высокой температуре (HTST), или упаковать в стерильных условиях.
В некоторых вариантах осуществления эмульсия может включать PGP, воду, гидрофобное вещество и по крайней мере одно из второго белка, второго полисахарида и комбинации любых из них или по существу состоять из них. В некоторых вариантах осуществления PGP и по крайней мере одно из второго белка, второго полисахарида, или комбинации любых из них собираются с образованием белковой поверхности раздела. В некоторых вариантах осуществления слой на границе раздела имеет состав в сухом состоянии, включающий 0,1-100% по весу PGP, 0-99,99% по весу второго белка и 0-75% по весу второго полисахарида, причем PGP, второй белок и второй полисахарид представляют по крайней мере 80% по весу, или более того, по крайней мере 90% по весу композиции в сухом состоянии слоя на границе раздела. В альтернативном варианте осуществления слой на границе раздела имеет состав в сухом состоянии, включающий 0,25-30% по весу PGP, 20-99,75% по весу белка и 0-50% по весу полисахарида. В дальнейшем варианте осуществления слой на границе раздела имеет состав в сухом состоянии, включающий 0,5-25% по весу PGP, 20-95,5% по весу второго белка и 2-40% по весу второго полисахарида.
Количество PGP, используемое при образовании белкового слоя на границе раздела микрокапсул, может варьировать в значительной степени и зависит, между прочим, от размера капельки масла. В некоторых вариантах осуществления микрокапсулы содержат 0,1-50% PGP по весу сухого вещества. В альтернативных вариантах осуществления микрокапсулы содержат, например, 0,25-10% PGP по весу сухой основы или, в другом варианте осуществления, от 0,5% до 5% PGP по весу сухого вещества. В некоторых вариантах осуществления средняя толщина белкового слоя на границе раздела находится в пределах диапазона, например, от 0,005 до 10 мкм, от 0,05 до 5 мкм или от 0,1 до 1 мкм. Толщину белкового слоя на границе раздела можно измерить, например, с помощью центрифугирования эмульсии и использования спектров инфракрасного излучения или спектров комбинационного рассеивания света содержащего микрокапсулы подвергнутого расслаиванию материала, который формируется после центрифугирования, или используя микроскопию, например трансмиссионную электронную микроскопию (TEM).
В некоторых вариантах осуществления эмульсия может включать PGP, воду, гидрофобное вещество и пектин или по существу состоять из них. Пектин может быть выбран, например, из группы, включающей высокоэтерифицированный пектин (HM) (≥50% этерификация), низкоэтерифицированный пектин (LM) (≤50% этерификация), амидированный пектин и комбинации любых из них. В некоторых вариантах осуществления пектином является высокоэтерифицированный (высокометоксилированный) пектин. В некоторых вариантах осуществления этерификация пектина составляет более 75%. В некоторых вариантах осуществления пектином является пектин из цитрусовых. В некоторых вариантах осуществления пектин имеет молекулярную массу, составляющую, например, 60 кДа-500 кДа или 100 кДа-200 кДа г/моль. В некоторых вариантах осуществления белковый слой на границе раздела включает пектин в концентрации, составляющей, например, по крайней мере 0,5% или по крайней мере 10% по весу сухого вещества и не превышающей 75% по весу сухого вещества.
В некоторых вариантах осуществления эмульсия включает, например, 0,01-45% по весу, или альтернативно 0,01-20% по весу диспергированного масла; 0,001-10% по весу, или альтернативно 0,01-3% по весу, или альтернативно 0,001-2% по весу PGP; 0-30% по весу, или альтернативно 0,05-10% по весу, биополимера, выбираемого из группы, состоящей из белков, полисахаридов и комбинаций любых из них; 50-99,989% по весу, или альтернативно 70-99,3% по весу воды; и причем различные составные части вместе представляют, например, по крайней мере 95% по весу, или в некоторых вариантах осуществления по крайней мере 98% по весу эмульсии.
В некоторых вариантах осуществления капельки масла содержат, например, по крайней мере 3% по весу, по крайней мере 5% по весу, не более 10% по весу, или альтернативно не более 30% по весу полиненасыщенных жирных кислот, выбираемых из жирных кислот класса омега-3, жирных кислот класса омега-6 и комбинаций любых из них. В некоторых вариантах осуществления одну или более полиненасыщенных жирных кислот выбирают из DHA, EPA, CLA и комбинаций любых из них. В некоторых вариантах осуществления капельки масла содержат, например, по крайней мере 5% по весу, или альтернативно не более 10% по весу полиненасыщенных жирных кислот, выбираемых из DHA, EPA, CLA и комбинаций любых из них.
В некоторых вариантах осуществления микрокапсулы настоящего изобретения имеют средний диаметр, взвешенный по объему, в диапазоне 0,1-500 мкм, 0,1-100 мкм, 0,3-50 мкм, 0,5-30 мкм или 0,7-20 мкм. В некоторых вариантах осуществления капельки масла в микрокапсулах имеют средний диаметр в диапазоне, например, 0,01-20 мкм или 0,1-10 мкм. Приведенный здесь размер микрокапсулы включает любое или по крайней мере одно значение в приведенных диапазонах, а также пределы диапазонов. Размер микрокапсулы можно определить с помощью любого способа, известного квалифицированным в данной области техники специалистам, в том числе с помощью микроскопии или рассеяния лазерного излучения.
В некоторых вариантах осуществления капельки масла представляют, например, по крайней мере 5% по весу, по крайней мере 10% по весу, по крайней мере 20% по весу или по крайней мере 35% по весу микрокапсулы. В некоторых вариантах осуществления капельки масла представляют не более 80% по весу микрокапсул. В некоторых вариантах осуществления капельки масла типично имеют точку плавления, равную, например, менее 40°C, менее 30°C или менее 15°C.
Некоторые варианты осуществления водных дисперсий, раскрытых здесь, могут быть приготовлены при нейтральном pH, например, приблизительно от 6,0 до 7,0. В некоторых вариантах осуществления нейтральную водную дисперсию можно затем добавить к пищевому продукту, например кислому или нейтральному пищевому продукту, который может быть при pH, составляющем, например, по крайней мере pH 1,0, от pH 1,0 до pH 7,0, от pH 1,0 до pH 5,5, не более pH 7,0 или не более pH 5,5. В некоторых вариантах осуществления водную дисперсию микрокапсул добавляют к пищевому продукту с конечным значением pH (т.е. значением pH полностью приготовленного продукта в упаковке для продажи), которое равно или ниже 3,5. В некоторых вариантах осуществления водную дисперсию микрокапсул добавляют к пищевому продукту с конечным значением pH, которое равно или ниже 3,0.
В некоторых вариантах осуществления водная дисперсия настоящего изобретения может содержать другие диспергированные компоненты помимо микрокапсул. В некоторых вариантах осуществления дисперсия содержит менее 20% по весу одного или более диспергированных съедобных компонентов, включая диспергированные микрокапсулы.
В некоторых вариантах осуществления микрокапсулы не являются в значительной степени дополнительно стабилизованными, например, с помощью значительной желатинизации, значительного сшивания или значительного затвердевания микрокапсул.
В некоторых вариантах осуществления водную дисперсию микрокапсул сохраняют в виде водной дисперсии. В альтернативных вариантах осуществления водную дисперсию микрокапсул подвергают, например, сушке распылением, сублимационной сушке, сушке в барабанной сушилке или сушке в псевдоожиженном слое. В случае сохранения в виде водной дисперсии, в некоторых вариантах осуществления, водную дисперсию микрокапсул обрабатывают для защиты от микробиологического роста. В некоторых вариантах осуществления водную дисперсию микрокапсул подвергают, например, пастеризации; упаковке в стерильных условиях; обработке химическими консервантами, неограничивающие примеры которых включают, например, натрия гексаметафосфат (SHMP), кальция пропионат, кальция сорбат, калия сорбат, натрия цитрат, калия цитрат, кальция бензоат, натрия бензоат, калия бензоат, натрия нитрат, натрия хлорид, сернистый газ, натамицин, низин, сульфиты (диоксид серы, бисульфит натрия, гидросульфит калия и т.д.) или динатрий EDTA; обработке кислотами, неограничивающие примеры которых включают, например, лимонную кислоту, глюконо-дельта-лактон, адипат, уксусную кислоту, фосфорную кислоту, винную кислоту, янтарную кислоту или HCl; карбонизации или комбинациям любых из них. В некоторых вариантах осуществления водная дисперсия микрокапсул не контактирует или контактирует в минимальной степени с воздухом во время производства, подвергается пастеризации после производства и хранится в холодильнике без воздействия или с ограниченным воздействием света.
В некоторых вариантах осуществления микрокапсулы диспергируют в пищевом продукте. В некоторых вариантах осуществления водная дисперсия микрокапсул содержит диспергированные микрокапсулы в концентрации, составляющей, например, 0,01-10% по весу, или в некоторых вариантах осуществления 0,1-10% по весу непрерывной водной фазы. В некоторых вариантах осуществления диспергированные микрокапсулы содержатся в водной дисперсии в концентрации, составляющей 0,2-5% по весу водной фазы. В некоторых вариантах осуществления водная дисперсия содержит ограниченное количество микрокапсул, и непрерывная водная фаза представляет собой основную массу, составляющую, например, по крайней мере 70% по весу, 80-99,9% по весу или 90-99,8% по весу водной дисперсии.
В некоторых вариантах осуществления водная дисперсия микрокапсул представляет собой текучий концентрат, который может использоваться для доставки микрокапсул в пищевые продукты. В соответствии с этим вариантом осуществления водная дисперсия содержит 10-50% по весу микрокапсул и 50-10% по весу непрерывной водной фазы. В некоторых вариантах осуществления pH сконцентрированной композиции, содержащей микрокапсулы, находится в пределах диапазона, например, от pH 1,0 до 4,8, или в некоторых вариантах осуществления в пределах диапазона от pH 1,0 до 4,0.
В некоторых вариантах осуществления готовят сконцентрированную, содержащую микрокапсулы композицию, содержащую, например, по крайней мере 1% по весу, по крайней мере 5% по весу или по крайней мере 10% по весу диспергированных микрокапсул. В некоторых вариантах осуществления сконцентрированную композицию, содержащую микрокапсулы, объединяют с водой, а в некоторых вариантах осуществления с другими составными частями для производства пищевого продукта. В некоторых вариантах осуществления объединение сконцентрированной композиции, содержащей микрокапсулы, с водой и другими составными частями дает коэффициент разбавления (конечный объем/объем сконцентрированной композиции, содержащей микрокапсулы), равный, например, по крайней мере 3, или альтернативно по крайней мере 5. В некоторых вариантах осуществления коэффициент разбавления не превышает 1000.
В некоторых вариантах осуществления желаемое количество гидрофобного вещества в форме описанных выше микрокапсул включают в пищевой продукт. Количество микрокапсул и, следовательно, количество гидрофобного вещества, включенное в пищевой продукт, может варьировать в зависимости от применения и желаемых вкусовых характеристик пищевого продукта. Микрокапсулы можно добавить к пищевому продукту любым рядом способов, как это будет понятно специалистам со средним уровнем компетентности в данной области техники с учетом этого описания. В некоторых вариантах осуществления микрокапсулы в достаточной степени вмешивают в пищевой продукт для обеспечения по существу равномерного распределения, например, стабильной дисперсии. Смешивание должно осуществляться из условия, чтобы микрокапсулы не разрушались. При разрушении микрокапсул результатом может быть окисление гидрофобного вещества. Смеситель(и) может быть выбран для конкретного применения на основе, по крайней мере частично, типа или количества используемых ингредиентов, вязкости используемых ингредиентов, количества производимого продукта, текучести и чувствительности ингредиентов, таких как микрокапсулы, к усилиям сдвига или касательному напряжению.
Инкапсуляция гидрофобных веществ, используя описанные выше микрокапсулы, стабилизирует гидрофобное вещество в результате его защиты от деградации, например, при окислении и гидролизе. При включении в кислый пищевой продукт микрокапсулы могут обеспечить стабильную дисперсию гидрофобных веществ на протяжении срока хранения пищевого продукта. Факторы, которые могут влиять на срок хранения микрокапсул, включают степень обработки, которой подвергается продукт, тип упаковки и материалы, используемые для упаковки продукта. Дополнительные факторы, которые могут влиять на срок хранения продукта, включают, например, природу базисной формулы (например, кислый напиток, подслащенным сахаром, имеет больший срок хранения, чем кислый напиток, подслащенный аспартамом) и окружающие условия (например, подвергание воздействию высоких температур и солнечного света вредно для готовых к употреблению напитков).
В некоторых вариантах осуществления пищевым продуктом является продукт в виде напитка. В некоторых вариантах осуществления продукт в виде напитка включает готовые к употреблению напитки, концентраты для приготовления напитков, сиропы, стойкие к хранению напитки, охлажденные напитки, замороженные напитки и т.п. В некоторых вариантах осуществления продукт в виде напитка является кислым, например, имеющим pH в области ниже приблизительно pH 5,0, в некоторых вариантах осуществления значение pH в диапазоне от приблизительно pH 1,0 до приблизительно pH 4,5, или в некоторых вариантах осуществления значение pH в диапазоне от приблизительно pH 1,5 до приблизительно pH 3,8. Продукты в виде напитков включают, но без ограничения, газированные и негазированные безалкогольные напитки, напитки на розлив, жидкие концентраты, фруктовый сок и ароматизированные с использованием фруктового сока напитки, спортивные напитки, энергетические напитки, крепленые напитки на водной основе, соевые напитки, овощные напитки, напитки на зерновой основе (например, солодовый напиток), ферментированные напитки (например, йогурт и кефир), кофейные напитки, чайные напитки, молочные напитки и их смеси. Приводимые в качестве примера источники фруктового сока включают цитрусовые, например апельсин, грейпфрут, лимон и лайм, ягоды, например клюкву, малину, чернику и клубнику, яблоко, виноград, ананас, сливу, грушу, персик, вишню, манго и гранат. Продукты в виде напитков включают бутылку, банку, и картонные продукты и устройства для сиропа для газированной воды.
Некоторые варианты осуществления других пищевых продуктов, раскрытые здесь, включают ферментированные пищевые продукты, йогурт, сметану, сыр, острый соус, заправку для салата, фруктовые соусы, мармелад, плодоягодный джем, плодоягодное варенье и т.п. В некоторых вариантах осуществления пищевой продукт является кислым, например, имеющим значение pH в области ниже приблизительно pH 5,0, в некоторых вариантах осуществления значение pH в диапазоне от приблизительно pH 1,0 до приблизительно pH 4,5, или в некоторых вариантах осуществления значение pH в диапазоне от приблизительно pH 1,5 до приблизительно pH 3,8.
Пищевой продукт может необязательно включать другие дополнительные ингредиенты. В некоторых вариантах осуществления дополнительные ингредиенты могут включать, например, витамины, минеральные вещества, подсластители, водорастворимые ароматизаторы, красители, загустители, эмульгаторы, подкислители, электролиты, антивспениватели, белки, углеводы, консерванты, смешиваемые с водой ароматизаторы, съедобные частицы и их смеси. В некоторых вариантах осуществления также предусматриваются другие ингредиенты. В некоторых вариантах осуществления ингредиенты могут добавляться в различные моменты времени во время обработки, в том числе до или после пастеризации, и до или после добавления микрокапсул.
По крайней мере в некоторых вариантах осуществления пищевые продукты, раскрытые здесь, могут подвергаться пастеризации. В некоторых вариантах осуществления процесс пастеризации может включать, например, ультравысокотемпературную обработку (UHT) и/или обработку в течение короткого времени при высокой температуре (HTST). Обработка UHT включает подвергание пищевого продукта или напитка высоким температурам, например, с помощью прямой закачки пара или нагнетания пара, или с помощью непосредственного нагревания в теплообменнике. Как правило, после пастеризации продукта, продукт можно охладить, как того требует конкретный состав/форма продукта и/или устройство для затаривания. Например, в одном варианте осуществления, пищевой продукт подвергают нагреванию до приблизительно 185°F (85°C)-приблизительно 250°F (121°C) в течение короткого периода времени, например приблизительно 1-60 секунд, затем быстро охлаждают до приблизительно 36°F (2,2°C)+/-10°F (5°C) в случае охлажденных продуктов, до температуры окружающей среды в случае устойчивых к хранению или охлажденных продуктов и до приблизительно 185°F (85°C)+/-10°F (5°C) для горячей расфасовки в случае устойчивых к хранению продуктов. Процесс пастеризации типично проводят в закрытой системе, чтобы не подвергать пищевой продукт или напиток воздействию атмосферы или других возможных источников загрязнения. В альтернативных вариантах осуществления могут также использоваться другие методы пастеризации или стерилизации, такие как, например, асептическая обработка или обработка в автоклаве. Кроме того, множество процессов пастеризации может выполняться последовательно или параллельно, как необходимо в связи с пищевым продуктом или ингредиентами.
Пищевые продукты могут, кроме того, быть подвергнуты постобработке. В некоторых вариантах осуществления постобработку типично выполняют после добавления микрокапсул. Постобработка может включать, например, охлаждение конечного раствора и заполнение им контейнера для упаковки и транспортировки. В некоторых вариантах осуществления постобработка может также включать деаэрацию пищевого продукта до менее 4,0 м.д. кислорода, предпочтительно менее 2,0 м.д. и более предпочтительно менее 1,0 м.д. кислорода. В альтернативных вариантах осуществления деаэрация и другие задачи постобработки могут выполняться до обработки, до пастеризации, до смешивания с микрокапсулами и/или во время добавления микрокапсул. Кроме того, заполненное инертным газом (например, азотом или аргоном) свободное пространство над продуктом может сохраняться во время промежуточной обработки продукта и конечной упаковки. Дополнительно/альтернативно, противокислородная защита или защита от УФ облучения и/или поглотители кислорода могли бы использоваться при конечной упаковке.
Следующие примеры являются конкретными вариантами осуществления настоящего изобретения, но, как предполагается, не ограничивают его.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Приготовление водной дисперсии микрокапсул, содержащих рыбий жир
Водная дисперсия микрокапсул в соответствии с одним приводимым в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения была приготовлена, используя следующий способ.
Водный раствор 10% белкового изолята из природной молочной сыворотки (WPI) и 10% пуллулана (с молярной массой = приблизительно 200 кДа) подвергали смешиванию с большими сдвиговыми усилиями в течение 2 минут, используя Turrax настольного типа (5000 об/мин) (проценты по весу). Водный раствор белка молочной сыворотки и пуллулана затем подвергали сублимационной сушке в течение 24 ч, используя стандартное устройство для лиофилизации. Лиофилизированный продукт затем выдерживали при 60°C и 60% относительной влажности в течение 48 часов для получения содержащего гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок продукта (PGP).
Эмульсию затем готовили посредством гомогенизации под высоким давлением смеси 12% рыбьего жира, 73% воды и 5% продукта PGP (проценты по весу) при 300-800 бар. Эмульсию хранили при 32°C (90°F) в течение 7 дней и затем проверяли на запах и вкус. Заметная окислительная деградация рыбьего жира не была обнаружена.
Пример 2
Приготовление напитка, содержащего рыбий жир
Эмульсию, приготовленную, как описано в примере 1, добавляли к водному раствору с pH 3. Конечная концентрация жира в водном растворе составляла 0,072% (по весу) рыбьего жира.
Эмульсию хранили при 32°C (90°F) в течение 7 дней и затем проверяли на запах и вкус. Заметная окислительная деградация рыбьего жира не была обнаружена. Внешний вид эмульсии был однородным с незначительным помутнением.
Пример 3
Приготовление напитка, содержащего рыбий жир
Водный раствор, содержащий водную дисперсию микрокапсул, в соответствии с другим приводимым в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения был приготовлен, используя следующий способ.
Водный раствор 10% белкового изолята из природной молочной сыворотки (WPI) и 10% декстрана (с молярной массой = приблизительно 200 кДа) подвергали смешиванию с большими сдвиговыми усилиями в течение 2 минут, используя Turrax настольного типа (5000 об/мин) (проценты по весу). Водный раствор белка молочной сыворотки и декстрана затем подвергали сублимационной сушке в течение 24 ч, используя стандартное устройство для лиофилизации. Лиофилизированный продукт затем выдерживали при 60°C и 60% относительной влажности в течение 48 часов для получения содержащего гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок продукта (PGP).
Эмульсию затем готовили посредством гомогенизации под высоким давлением смеси 12% рыбьего жира, 73% воды и 5% продукта PGP (проценты по весу) при 300-800 бар. Эмульсию добавляли к водному раствору с pH 3. Конечная концентрация жира в водном растворе составляла 0,072% (по весу) рыбьего жира.
Эмульсию хранили при 32°C (90°F) в течение 7 дней и затем проверяли на запах и вкус. Заметная окислительная деградация рыбьего жира не была обнаружена. Внешний вид эмульсии был однородным с незначительным помутнением.
Пример 4
Приготовление напитка, содержащего рыбий жир
Водный раствор, содержащий водную дисперсию микрокапсул, в соответствии с альтернативным приводимым в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения был приготовлен, используя следующий способ.
Водный раствор 10% природного овальбумина и 10% пуллулана (с молярной массой = приблизительно 200 кДа) подвергали смешиванию с большими сдвиговыми усилиями в течение 2 минут, используя Turrax настольного типа (5000 об/мин) (проценты по весу). Водный раствор овальбумина и пуллулана затем подвергали сублимационной сушке в течение 24 ч, используя стандартное устройство для лиофилизации. Лиофилизированный продукт затем выдерживали при 60°C и 60% относительной влажности в течение 48 часов для получения содержащего гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок продукта (PGP).
Эмульсию затем готовили посредством гомогенизации под высоким давлением смеси 12% рыбьего жира, 73% воды и 5% продукта PGP (проценты по весу) при 300-800 бар. Эмульсию добавляли к водному раствору с pH 3. Конечная концентрация жира в водном растворе составляла 0,072% (по весу) рыбьего жира.
Эмульсию хранили при 32°C (90°F) в течение 7 дней и затем проверяли на запах и вкус. Заметная окислительная деградация рыбьего жира не была обнаружена. Внешний вид эмульсии был однородным с незначительным помутнением.
Пример 5
Состав микрокапсул
Эмульсию, описанную в примере 2, подвергали центрифугированию при 5000xg в течение 60 мин. 2-мл образец отбирали из жиросодержащего мутного слоя наверху раствора с помощью пипетки и подвергали сублимационной сушке, используя стандартное устройство для лиофилизации. Затем, образец анализировали в отношении содержания белка (WPI), полисахарида (пуллулана) и гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка (PGP) с помощью инфракрасной спектроскопии и гель-фильтрации. Содержание свободных аминогрупп (-NH2) определяли исходя из поглощения света при 340 нм в растворах, содержащих материал, а также орто-фтальальдегид (OPA), N,N-диметил-2-меркаптоэтиламмония хлорид, буру и додецилсульфат натрия (SDS).
Результаты показали, что материал для инкапсулирования, окружающий капельки жира, состоял из 65% белка, 35% полисахарида, и что по крайней мере 4,5% белка вступило в реакцию с пуллуаном с образованием PGP.
Настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. Очевидно, что модификации и изменения придут в голову другим после прочтения и понимания предшествующего подробного описания. Предполагается, что настоящее изобретение будет рассматриваться как включающее все такие модификации и изменения настолько, насколько они подпадают под объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.
1. Водная дисперсия микрокапсул, причем микрокапсулы включают:
a. по крайней мере одно гидрофобное вещество и
b. белковую поверхность раздела, окружающую по крайней мере одно гидрофобное вещество,
причем белковая поверхность раздела включает не вступивший в реакцию белок и не вступивший в реакцию полисахарид и гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок, и
причем гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок включает по крайней мере один белковый остаток и по крайней мере один остаток высокомолекулярного полисахарида.
2. Водная дисперсия по п. 1, причем микрокапсула по существу состоит из:
a. по крайней мере одного гидрофобного вещества и
b. белковой поверхности раздела, окружающей по крайней мере одно гидрофобное вещество,
причем белковая поверхность раздела по существу состоит из не вступившего в реакцию белка и не вступившего в реакцию полисахарида и гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка, и
причем гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок по существу состоит из по крайней мере одного белкового остатка и по крайней мере одного остатка полисахарида.
3. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере один остаток полисахарида имеет молекулярную массу, составляющую по крайней мере 5 кДа.
4. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере один остаток полисахарида имеет молекулярную массу, составляющую по крайней мере 200 кДа.
5. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере один остаток полисахарида выбирают из остатка пуллулана, остатка декстрана, остатка гуаровой камеди, остатка смолы плодорожкового дерева, остатка камеди тары, остатка пектина и комбинаций любых из них.
6. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере один белковый остаток выбирают из остатка белка молочной сыворотки, остатка овальбумина, остатка лизоцима, остатка картофельного белка, остатка соевого белка, остатка зеина, остатка глютена и комбинаций любых из них.
7. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере одно гидрофобное вещество выбирают из липидов, нерастворимых в воде витаминов, нерастворимых в воде стеринов, нерастворимых в воде флавоноидов, ароматизаторов, эфирных масел и комбинаций любых их них.
8. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере один белковый остаток включает остаток белка молочной сыворотки, а по крайней мере один остаток полисахарида включает остаток пуллулана.
9. Водная дисперсия по п. 1, причем микрокапсулы имеют средний диаметр, взвешенный по объему, в диапазоне 0,1-500 мкм.
10. Водная дисперсия по п. 1, причем крайней мере одним гидрофобным веществом является капелька масла.
11. Водная дисперсия по п. 10, причем капелька масла имеет средний диаметр в диапазоне 0,01-20 мкм.
12. Водная дисперсия по п. 1, причем белковая поверхность раздела имеет состав в сухом состоянии, включающий:
a. 0,5-25% по весу гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка,
b. 20-95,5% по весу не вступившего в реакцию белка и
c. 2-40% по весу не вступившего в реакцию полисахарида.
13. Водная дисперсия по п. 12, причем гликозилированный с присоединением не вступивший в реакцию белок и не вступивший в реакцию полисахарид представляют по крайней мере 80% по весу композиции в сухом состоянии белковой поверхности раздела.
14. Водная дисперсия по п. 1, причем средняя толщина белковой поверхности раздела составляет 0,005-10,0 мкм.
15. Водная дисперсия по п. 1, причем белковая поверхность раздела, кроме того, включает по крайней мере один пектин.
16. Водная дисперсия по п. 15, причем пектин составляет по крайней мере 0,5% по весу композиции в сухом состоянии белковой поверхности раздела.
17. Водная дисперсия по п. 15, причем по крайней мере один пектин выбирают из высокоэтерифицированного пектина, низкоэтерифицированного пектина, амидированного пектина и комбинаций любых из них.
18. Водная дисперсия по п. 15, причем по крайней мере один пектин включает высокоэтерифицированный (высокометоксилированный) пектин.
19. Водная дисперсия по п. 15, причем по крайней мере один пектин включает пектин из цитрусовых.
20. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере одно гидрофобное вещество составляет по крайней мере 5% по весу микрокапсулы.
21. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере одно гидрофобное вещество включает масло, содержащее полиненасыщенную жирную кислоту.
22. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере одно гидрофобное вещество включает масло, содержащее полиненасыщенную жирную кислоту, выбираемую из жирной кислоты класса омега-3, жирной кислоты класса омега-6 и комбинации любых из них.
23. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере одно гидрофобное вещество включает масло, содержащее докозагексаеновую кислоту (DHA), эйкозапентаеноевую кислоту (ЕРА), стеаридоновую кислоту, альфа-линоленовую кислоту (ALA), линоленовую кислоту с сопряженными двойными связями (CLA) и комбинацию любых их них.
24. Водная дисперсия по п. 1, причем по крайней мере один остаток полисахарида включает остаток пуллулана, по крайней мере один белковый остаток включает остаток белка молочной сыворотки, а по крайней мере одно гидрофобное вещество включает жирную кислоту класса омега-3.
25. Водная дисперсия по п. 24, дополнительно включающая пектин.
26. Пищевой продукт, включающий водную дисперсию микрокапсул по п. 1.
27. Пищевой продукт по п. 26, который представляет собой напиток.
28. Пищевой продукт по п. 26, который имеет pH от 1,0 до 7,0.
29. Способ получения водной дисперсии микрокапсул, включающий:
a. приготовление раствора белка и полисахарида,
b. лиофилизацию раствора белка и полисахарида с образованием лиофилизированного продукта,
c. нагревание лиофилизированного продукта, включающего белок и полисахарид, для образования гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка,
d. объединение и гомогенизацию воды, гидрофобного вещества и гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка в эмульсию, при этом гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок собирается на границе раздела гидрофобного вещества и воды, в силу чего образуется водная дисперсия микрокапсул.
30. Способ получения водной дисперсии микрокапсул по п. 29, причем раствор белка и полисахарида включает 10-20% по весу белка и 10-25% по весу полисахарида.
31. Способ получения водной дисперсии микрокапсул по п. 29, причем раствор белка и полисахарида подвергают смешиванию с большими сдвиговыми усилиями при 5000 об/мин в течение 10 мин, используя смеситель настольного типа.
32. Способ получения водной дисперсии микрокапсул по п. 29, причем раствор белка и полисахарида подвергают сублимационной сушке.
33. Способ получения водной дисперсии микрокапсул по п. 29, причем лиофилизированный продукт нагревают при 40-60°С, 40-80% относительной влажности, в течение 24-48 часов.
34. Способ получения водной дисперсии микрокапсул по п. 29, причем эмульсия гликозилированного с присоединением полисахарида(ов) белка, воды и гидрофобного вещества имеет pH, составляющий приблизительно от pH 6,0 до pH 7,0.
35. Способ получения водной дисперсии микрокапсул по п. 29, причем водную дисперсию микрокапсул добавляют к пищевому продукту.
36. Способ получения водной дисперсии микрокапсул по п. 35, причем пищевой продукт имеет pH от 1,0 до 5,5.
37. Пищевой продукт, включающий микрокапсулы, причем микрокапсулы включают:
a. по крайней мере одно гидрофобное вещество и
b. белковую поверхность раздела, окружающую по крайней мере одно гидрофобное вещество,
причем белковая поверхность раздела включает не вступивший в реакцию белок, не вступивший в реакцию полисахарид и гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок, и
причем гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок включает по крайней мере один белковый остаток и по крайней мере один остаток полисахарида.
38. Водная дисперсия микрокапсул, причем микрокапсула включает:
a. по крайней мере одно гидрофобное вещество, включающее жирные кислоты класса омега-3, и
b. белковую поверхность раздела, окружающую по крайней мере одно гидрофобное вещество,
причем белковая поверхность раздела включает не вступивший в реакцию белок, не вступивший в реакцию полисахарид и гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок,
причем гликозилированный с присоединением полисахарида(ов) белок включает по крайней мере один остаток белка молочной сыворотки и по крайней мере один остаток пуллулана, и
причем средняя толщина белковой поверхности раздела составляет 0,005-10,0 мкм.
