專利名稱：穩定的乳酸金屬鹽粉的制備方法和穩定的金屬乳酸鹽的制作方法
技術領域：
本發明涉及穩定的乳酸金屬鹽粉，特別是穩定的堿金屬乳酸鹽粉的制備、所述制備產物、含所述穩定的乳酸金屬鹽粉的食品用功能預混物、含所述穩定的乳酸金屬鹽粉的食品和化妝品。
金屬乳酸鹽，特別是乳酸鈉，尤其是各種風味混合物中的一種重要成分。為了制備粉狀風味混合物，能夠使用乳酸鈉粉是重要的。貯藏期間，特別是開放包裝中的穩定性，是這里的重要標準。為了在這些風味混合物中良好地處理乳酸金屬鹽粉，開放包裝中的乳酸金屬鹽粉的穩定性優選至少24小時。貯藏期間乳酸金屬鹽粉至少一年不會結塊。
同樣為了將乳酸金屬鹽用于其它領域如化妝品和洗滌劑，即使經貯藏期粉狀產品也不結塊并保持其自由流動性能通常是重要的。
目前是通過在無水酒精中結晶乳酸鈉濃溶液來制備乳酸鈉粉。由于其吸濕性高，因此該粉具有有限的穩定性；它非常快地吸收水分并因此形成粘稠流體(通常在1小時內并且經常僅在15分鐘之后)。
荷蘭專利申請7106959公開了一種乳酸鈉粉的制備方法，其中在噴霧塔中將乳酸鈉水溶液噴霧干燥。用該方法在噴霧塔壁上會形成玻璃狀產物。通過首先噴霧干燥食鹽溶液然后噴霧干燥乳酸鈉溶液可以大大防止這一點。然而該產物缺少所需的穩定性。本發明的出發點是一種不同的除去水的方法，其中以較少能耗方式制備粉狀乳酸金屬鹽。而且，發現用所述方法獲得的粉具有所需的穩定性，不結塊。本發明提供了一種解決上述穩定性問題的方法并且涉及一種穩定的乳酸金屬鹽粉的制備方法，其中a)含乳酸金屬鹽的濃縮物在冷卻下于混合器/擠出器中處理形成乳酸金屬鹽粉，和
b)接著將該乳酸金屬鹽粉用包封劑部分包封形成部分包封的乳酸金屬鹽粉。
食品成分的包封為已知。例如，乳酸，它廣泛地用于食品工業如乳制品工業、肉類工業、焙烤工業和糖果業，也經常報道以涂布形式用于食品組合物中。例如參見EP 527,570、US 4,262,027和US4,576,825。由于乳酸通常為液態，因此需要將其與固體基質混合獲得固體組合物。在EP 527,570中它與葡萄糖混合，在US 4,497,845中它與固體載體混合，在US 4,511,584中它與微纖維素或乳酸鈣混合，并且在US 4,511,592、US 4,772,477和US 6,153,236中乳酸被涂覆在乳酸鈣上。在US 4,576,825中，用同軸擠出法將液態乳酸包封。乳酸金屬鹽的包封不是如此顯而易見的，這是由于在大多數應用中包封將阻礙其功能。例如，當將乳酸鈉用于肉類領域時它必需在加入之后即刻溶解在肉中以便具有其抗微生物和顏色保持性能。在其它食品和化妝品中的使用也相同。我們已發現，通過部分包封，乳酸金屬鹽具有提高的貯藏穩定性，同時其功能性沒有受到阻礙。
因此，就本發明而言，乳酸金屬鹽僅部分包封是必不可少的，這是由于其它方式使用時乳酸金屬鹽的功能性受到阻礙。該包封應足以防止貯藏期間結塊。發現通常當以總的部分包封的乳酸金屬鹽粉的重量的1-15％的量使用包封劑時獲得該部分包封。優選乳酸金屬鹽粉的約5-95％的表面被包封，更優選10-50％，最優選10-40％的乳酸金屬鹽粉的表面被包封。包封劑的優選量是總的部分包封的乳酸金屬鹽粉的重量的4-8％。這些量保證了貯藏穩定性，同時對粉的質地以及食品的味道沒有不利影響。
合適的包封劑可以選自氫化油、脂肪、蠟、碳水化合物例如抗氧化劑和糖、蛋白質、聚合物、或其混合物。
WO 03/031358中描述了乳酸鈉溶液的冷卻混合/擠出形成乳酸鈉粉。然而在該專利申請中，未描述這種(部分)包封。
根據本發明，乳酸金屬鹽優選是堿金屬鹽如乳酸鋰、乳酸鈉或乳酸鉀，特別是乳酸鈉，或者堿土金屬乳酸鹽如乳酸鈣、乳酸鎂。乳酸鋅也適用于本發明的方法中。根據本發明，堿金屬乳酸鹽粉在密封包裝中至少一年是穩定的，而在開放包裝中的穩定性是至少24小時。
用于濃縮物的制備的原料是乳酸金屬鹽的水溶液或懸液。由于乳酸金屬鹽通常是通過發酵碳水化合物獲得的，因此優選首先用活性炭處理該50-70％(m/m)，優選55-65％(m/m)的水溶液，然后將該溶液濃縮至60-100％(m/m)，優選80-100％(m/m)，最優選90-100％(m/m)。
根據本發明，擠出器/混合器中的處理優選在110℃-170℃，優選130℃-165℃的起始溫度下進行。冷卻在10℃-100℃，優選20℃-90℃的范圍內。適宜的擠出/混合器有Haake Rheomix 600 Models、Hobart混合器、Werner & Pfliederer Models、APV-Baker混合器/擠出器、Simon Freres MXT型或本領域已知的任意其它相當的擠出器/混合器。
如果希望或者必需縮短混合器/擠出器的長度，可以先在除熱柱中將濃縮物進行冷卻預處理。在這種情況下，在重力影響下，與除熱柱中的空氣/氮逆流將濃縮物冷卻，相對起始溫度將濃縮物冷卻20℃-50℃。
優選在步驟(b)之前，優選在圓錐形面粉磨機或錘磨機中將乳酸金屬鹽粉研磨至所需粒徑。該粒徑優選小于800μm，特別是200-800μm。
上述實施方式的方法中的步驟(b)優選通過將包封劑和乳酸金屬鹽粉加入到混合器，例如Hobart混合器、Turbula Nauta或Forberg混合器或其等同設備中以工業規模進行，并在所需溫度下混合。為了保證獲得自由流動的粉，優選(部分)步驟(b)在攪拌下進行。
所需溫度取決于所用包封劑的類型。當希望熔融涂布時，例如使用脂肪，該溫度應高至足以保證脂肪熔融。優選待包封的粉末的溫度升高至略高于包封劑的熔融溫度。
合適的包封過程包括加入包封劑、將乳酸金屬鹽粉的溫度升高至略比包覆劑的熔融溫度高2-15℃的溫度，將乳酸金屬鹽粉包封，并在攪拌下將所得部分包封的乳酸金屬鹽粉冷卻至室溫。
為了更大地提高乳酸金屬鹽粉的穩定性，可以將乳酸金屬鹽與載體混合。所述與載體混合可以在混合器/擠出器中冷卻處理之前進行，直接形成含堿金屬乳酸鹽的粉。使用該方法，作為原料使用的濃縮物可以相對低的被濃縮低至60％(m/m)。也可以在用擠出器/混合器將濃縮物冷卻處理之后，即在包封步驟之前、期間或之后將乳酸金屬鹽與載體混合。與用復合擠出獲得的粉相比，發現用該方法可以獲得較高濃度的乳酸金屬鹽粉。在本方法中，以含乳酸金屬鹽的粉的重量為基礎，乳酸金屬鹽粉∶載體之比是至少99∶1-50∶50，優選80∶20。
本文所用的載體優選是面粉、淀粉、硅酸鹽或堿土金屬乳酸鹽。面粉優選是大米粉。淀粉優選是玉米淀粉、小麥淀粉或豌豆淀粉。硅酸鹽優選是食品級硅石類如Sipernat22S和50S，得自Degussa和Zeothix265。堿土金屬乳酸鹽優選是乳酸鈣。在本方法中，以含乳酸金屬鹽的粉的重量為基礎，乳酸金屬鹽∶載體之比是50∶50-10∶90，優選50∶50-40∶60。
在擠出器/混合器中的處理期間或者在步驟(b)之前或期間，通過加入合適的乳化劑，例如硬脂酰基乳酸鈉或卵磷脂，可以進一步提高穩定的乳酸金屬鹽粉的穩定性。借助這些添加劑可以調整所述穩定的乳酸金屬鹽粉的穩定性和產品特征，總是滿足至少24小時的要求穩定性時間。
用本發明的方法獲得的部分包封的乳酸金屬鹽粉具有至少一年的貯藏穩定性，這使其為新的并且因此也是本發明的主題。由于其穩定性，本發明的乳酸金屬鹽粉顯示出特別適用于食品，甚至是食品用功能預混物。通常該預混物可以含有20-80wt.％的本發明的乳酸金屬鹽。本發明的部分包封的乳酸金屬鹽(或者為功能預混物的形式或者不是)可以有利地用于食品如飲料、湯、醬、肉、家禽和魚，包括生的(例如，冷盤、肉糜、和腌制生肉)和烹調過的肉(例如，乳化過的和完整的肌肉)。功能預混物的其它組分包括香料、防腐劑、著色劑和風味劑等。所述預混物可以通過將含穩定的乳酸金屬鹽的粉與其它組分混合制得或者可以在部分包封的乳酸金屬鹽粉的制備的任意階段將其它組分加入到乳酸金屬鹽中而制得。無論所用的制備方法如何，本發明的乳酸金屬鹽粉，在用于各種應用之前，優選研磨至小于800微米的粒徑，更優選研磨至200-800微米的粒徑。本發明還涉及含有本發明的穩定的乳酸金屬鹽粉的食品和功能預混物。
下面通過實施例進一步詳細描述本發明，這些實施例應解釋為僅僅是描述性的，而非限制性的。
實施例部分包封的乳酸金屬鹽粉的通用制備在大氣壓下或者在減壓下，將含60-65％(m/m)乳酸鈉的金屬乳酸鹽水溶液蒸發，得到含90％(m/m)金屬乳酸鹽的濃縮物。在其它試驗中將含60-65％(m/m)金屬乳酸鹽的水溶液與包封劑和任選載體混合。包封劑是氫化棕櫚油。所用載體是二氧化硅。濃縮物和任選載體在Haake Rheomix 600型混合器/擠出器中加工處理得到含約42％(m/m)金屬乳酸鹽的粉。混合時間和處理溫度分別是5-30分鐘和90℃-130℃。包封之前將乳酸金屬鹽粉研磨，獲得200-800微米的粒徑。在混合器中進行包封。首先在氣流吹送下將乳酸金屬鹽粉的溫度升高至70-80℃的溫度。接著將溫度降低至約45℃并加入包封劑。將混合物混合約10分鐘并在攪拌下將溫度升高至約60℃。在攪拌下，將所得部分包封粉冷卻至室溫。當粉的溫度低于45℃時，任選加入載體。
實施例1部分包封的乳酸鈉粉的穩定性試驗用部分包封的乳酸鈉粉(96％乳酸鈉、4.75％棕櫚油、0.25二氧化硅)和具有表I所述組成的法蘭克福香腸香料混合物制備香料混合物(50/50)。作為比較，也用未包封的乳酸鈉粉(96％乳酸鈉、4％二氧化硅)和相同的法蘭克福香腸香料混合物制備香料混合物(50/50)。
表I組分法蘭克福香腸香料混合物
用該香料混合物裝填密封瓶并在20和30℃下貯藏，測定香料混合物的穩定性。樣品的水分含量是4.7％。
在20℃下貯藏時，具有部分包封的乳酸鈉粉的香料混合物保持自由流動至少117天，而具有未包封的乳酸鈉粉的香料混合物顯示在25天之后就聚積并且在117天之后略有結塊的自由流動性能。
在30℃下貯藏時，具有部分包封的乳酸鈉粉的香料混合物在76天之后結塊，而具有未包封的乳酸鈉粉的香料混合物在25天之后結塊。
實施例2最佳包封按照上述通用制備方法制備幾個部分包封的乳酸鈉粉，它們具有不同量的包封劑，即分別是10.7、8.7、6.7、4.7、2.7和0％。具有0％包封劑的樣品含4％二氧化硅，而其它樣品不含二氧化硅。用實施例1的法蘭克福香腸香料混合物制備混合物。將香料混合物于密封瓶中分別在20℃和30℃下貯藏，其中水分含量為3.1％。在20℃下貯藏時，所有樣品保持自由流動至少3個月，沒有包封劑的樣品除外該樣品僅在1天之后就結塊。
在30℃下貯藏時，具有0％包封劑的樣品在第1天就結塊。具有2.7％包封劑的樣品在1個月之后開始結塊。具有更多包封劑的樣品保持自由流動至少2個月。
而且，將這些香料混合物在密封瓶中于30℃、5.4的水分含量下貯藏。在該水分含量下，10.7％的樣品發粘，因此不具有合適的質地。相應地，發現具有4-8wt.％包封劑的樣品具有合適的質地和貯藏穩定性。
實施例3在開放罐中的穩定性用部分包封的乳酸鈉粉(96％乳酸鈉、4.75％棕櫚油、0.25硅酸鹽)和具有表I所述組成的法蘭克福香腸香料混合物制備具有不同比例的香料混合物(20∶80、67∶33、50∶50、0∶100 w/w)。作為比較，也用未包封的乳酸鈉粉(96％乳酸鈉、4％二氧化硅)和相同的法蘭克福香腸香料混合物制備具有相同比例香料混合物。
將所得混合物在開放罐中于20℃和60％RH下貯藏。通過肉眼觀察檢測樣品的穩定性。結果匯于表II。
表II在開放罐中于20℃和60％RH下的穩定性
F＝自由流動、F-a＝自由流動，略有聚積、F-A＝自由流動，有聚積、SC＝略有結塊、C＝結塊
權利要求
1.穩定的乳酸金屬鹽粉的制備方法，其中a)將含乳酸金屬鹽的濃縮物在冷卻下于混合器/擠出器中處理形成乳酸金屬鹽粉，和b)接著將該乳酸金屬鹽粉用包封劑部分包封形成部分包封的乳酸金屬鹽粉。
2.如權利要求1的方法，其中步驟(b)在攪拌下進行。
3.如權利要求1或2的方法，其中通過熔融涂布進行包封。
4.如權利要求3的方法，其中在步驟(b)期間加入包封劑，將乳酸金屬鹽粉的溫度升高至略高于包封劑的熔融溫度的溫度，將乳酸金屬鹽粉包封，并在攪拌下將所得部分包封的乳酸金屬鹽粉冷卻至室溫。
5.如前面權利要求任一項的方法，其中在步驟(b)之前將乳酸金屬鹽粉研磨至較小粒徑。
6.如前面權利要求任一項的方法，其中包封劑選自氫化油、脂肪、蠟、碳水化合物、蛋白質、聚合物、及其混合物。
7.如前面權利要求任一項的方法，其中包封劑的量與乳酸金屬鹽的量之間的重量比為1∶99-15∶85，更優選4∶96-8∶92。
8.如權利要求1的方法，其中通過濃縮堿金屬乳酸鹽的水溶液獲得乳酸金屬鹽的濃縮物。
9.如前面權利要求任一項的方法，其中在混合器/擠出器中的冷卻處理在130℃-170℃的起始溫度下進行，并且進行冷卻降至10℃-100℃。
10.如權利要求4的方法，其中在濃縮之前水溶液用活性炭處理。
11.如前面權利要求任一項的方法，其中在混合器/擠出器中冷卻處理期間先在除熱柱中然后在混合器/擠出器中將濃縮物冷卻。
12.如前面權利要求任一項的方法，其中將乳酸金屬鹽與載體混合。
13.如權利要求12的方法，其中載體是面粉、淀粉、硅酸鹽或堿土金屬乳酸鹽。
14.如權利要求9或10的方法，其中將濃縮物與載體混合之后在混合器/擠出器中進行冷卻處理，形成含堿金屬乳酸鹽的粉。
15.如權利要求9的方法，其中以含乳酸金屬鹽的粉的重量為基礎，乳酸金屬鹽載體比在50∶50-10∶90的范圍內。
16.如權利要求12的方法，其中在乳酸金屬鹽粉部分包封之前、期間或之后，將載體與乳酸金屬鹽粉混合。
17.如權利要求13的方法，其中以含乳酸金屬鹽的粉的重量為基礎，乳酸金屬鹽粉∶載體比在99∶1-50∶50的范圍內。
18.通過權利要求1-14中任一項的方法可獲得的部分包封的乳酸金屬鹽粉。
19.部分包封的乳酸金屬鹽粉，它具有至少一年的貯藏穩定性。
20.功能預混物，它含有如權利要求18或19所述的部分包封的乳酸金屬鹽粉。
21.食品的制備或保存方法，其中使用如權利要求18或19所述的部分包封的乳酸金屬鹽。
22.食品的制備或保存方法，其中使用如權利要求20所述的功能預混物。
23.食品，它含有如權利要求18或19所述的部分包封的乳酸金屬鹽粉。
24.食品，它含有如權利要求20所述的功能預混物。
25.化妝品的保存方法，其中使用如權利要求18或19所述的部分包封的乳酸金屬鹽。
26.化妝品，它含有如權利要求15或16所述的部分包封的乳酸金屬鹽。
全文摘要
本發明涉及一種穩定的乳酸金屬鹽粉的制備方法，所述制備產物、含有所述穩定的、乳酸金屬鹽粉的食品用功能預混物、和含所述穩定的乳酸金屬鹽粉的食品。在本發明的方法中，含乳酸金屬鹽的濃縮物在混合器/擠出器中經冷卻處理形成乳酸金屬鹽粉，接著用包封劑將該乳酸金屬鹽粉部分包封。根據本發明，該粉狀堿金屬乳酸鹽可以穩定地貯藏至少一年。
文檔編號A61Q19/00GK1988814SQ200580023903
公開日2007年6月27日 申請日期2005年7月12日 優先權日2004年7月15日
發明者K·B·吉爾斯, L·H·E·魯茲恩, P·P·詹森 申請人:普拉克生化公司