Способы инкапсуляции и матричного концентрирования вкусовых веществ водных пищевых продуктов и полученных из них продуктов

Способы инкапсуляции и матричного концентрирования вкусовых веществ водных пищевых продуктов и полученных из них продуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Перекрестная ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка является частичным продолжением с притязаниями на право приоритета подачи находящейся на рассмотрении патентной заявки US 12/360387, поданной 27 января 2009 г., содержание которой в порядке ссылки включено в настоящую заявку.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к способу инкапсуляции и доставки биологически активных компонентов с использованием белка с целью выделения и сохранения вкуса. В частности, для выделения, концентрирования и доставки безводных компонентов водного пищевого продукта, полученного из природного источника, может использоваться способность проламина не растворяться в воде.

Описание уровня техники

Вкусовые вещества могут быть важны в составе любого пищевого продукта и способны влиять на качество и стоимость готового продукта. При изготовлении продуктов важно использовать вкусовые и ароматические вещества, привлекающие потребителей максимально долгое время после того, как продукт изготовлен. Тем не менее, обращение с комплексными системами вкусовых веществ часто является сложным и требует больших затрат. Например, многие вкусовые вещества имеют преобладающие нотки, которые являются довольно летучими и испаряются при комнатной температуре или более низких температурах. Именно эти преобладающие нотки часто придают свежий вкус пищевым продуктам. Соответственно, поскольку ароматические и вкусовые вещества обычно являются нежными и летучими, их сохранение остается постоянной заботой производителей пищевых продуктов. Изготовление и хранение, упаковочные материалы и ингредиенты пищевых продуктов часто приводят к изменению общего вкуса вследствие ослабления интенсивности ароматических соединений или образования неприятных вкусовых составляющих. Кроме того, в процессе хранения продукт также может потерять свои желательные свойства и приобрести неприятный вкус в результате окисления, гидролиза, зачерствения или других процессов.

С целью уменьшения ухудшения аромата во время переработки и хранения и сохранения аромата и вкуса пищевого продукта выгодно инкапсулировать летучие вкусовые ингредиенты до их применения в пищевых продуктах или напитках. Инкапсуляция означает, что одно вещество или смесь веществ (известная как действующее или сердцевинное вещество) покрывают или окружают другим веществом или системой (называемой оболочкой, стенкой, матрицей, носителем или капсулой). Для инкапсуляции применяют различные процессы, имеющие целью до определенной степени защитить от испарения, вступления в реакцию или перемещения в пищевой продукт. Предпринимались попытки инкапсуляция вкусовых веществ в промышленном масштабе множеством различных способов, часто зависящих от конечного применения продукта, физических и химических свойств сердцевинного вещества, степени стабильности, требуемой при хранении и переработке, максимальной достижимой нагрузки вкусовыми веществами и стоимости производства. Кроме того, соотношение сердцевинного вкусового вещества и стенки влияет на противоокислительные свойства инкапсулированного вкусового вещества.

Одной из промышленных технологий инкапсуляции, часто применяемых в пищевой и фармацевтической промышленностях, является распылительная сушка. Она включает диспергирование инкапсулируемого вещества в веществе носителя, которым обычно является модифицированный крахмал, в виде суспензии в воде с целью получения взвеси. Затем взвесь загружают в горячую камеру, в которой ее распыляют в виде мелких капелек и сушат до получения порошка. Эта технология позволяет получать очень мелкий порошок. В Таблице 1 представлены преимущества и недостатки метода распылительной сушки.

Таблица 1
Преимущества и недостатки метода распылительной сушки
Преимущества	Недостатки
Низкие эксплуатационные расходы	Неоднородность микрокапсул
Ограниченность выбора материала стенок (низкая вязкость при относительно высоких концентрациях)
Высокое качество капсул и высокий выход
Быстрая растворимость качество	Образование очень мелкого порошка, который требует дальнейшей переработки
Небольшой размер
Высокая стабильность капсул
Неприменимость для термочувствительных материалов

В частности, следует отметить, что термочувствительные материалы, такие как летучие составляющие вкусовых веществ часто теряются или разрушаются при распылительной сушке. Очень часто на запах и/или вкус вкусового вещества могут серьезно влиять даже микрокомпоненты, и любая потеря этих летучих веществ способна воздействовать на подлинность вкусового вещества.

В Таблице 2 проиллюстрировано несколько различных основных веществ, применяемых в настоящее время в методах распылительной сушки, и их характеристики, желательные для инкапсуляции вкусовых веществ. Список перечисленных веществ не является исчерпывающим. Многие инкапсуляты в действительности представляют собой сложные композиции любых или всех перечисленных соединений.

Таблица 2
Материалы стенок, обычно применяемые для инкапсуляции вкусовых веществ
Материал стенок	Характеристики
Мальтодекстрин (DE<20)	Пленкообразование
Сухое вещество кукурузного сиропа (DE>20)	Пленкообразование, восстановительная способность
Модифицированный крахмал	Очень хороший эмульгатор
Гуммиарабик	Эмульгатор, пленкообразование
Модифицированная целлюлоза	Пленкообразование
Желатин	Эмульгатор, пленкообразование
Циклодекстрин	капсула, эмульгатор
Лецитин	Эмульгатор
Сывороточный белок	Хороший эмульгатор
Гидрогенизованный жир	Непроницаемость для кислорода и воды

За последние годы возникла тенденция к распространению продуктов с так называемой "чистой этикеткой" или натуральных пищевых продуктов. Некоторые потребители предпочитают продукты, не содержащие консервантов и искусственных ингредиентов и состоящие из натуральных ингредиентов. Одним из примеров потенциального заменителя искусственных ингредиентов, который в настоящее время применяется в технике, являются проламины. Проламины представляют собой группу запасных растительных белков, богатых пролином и содержащихся в зернах хлебных злаков. Они отличаются растворимостью в водном спирте и тем, что в результате их гидролиза образуется относительно большое количество амидного азота и пролина, являющегося циклической неполярной аминокислотой. Глиадин является проламиновым белком, выделяемым из пшеницы, гордеин является проламиновым белком, выделяемым из ячменя, секалин является проламиновым белком, выделяемым из ржи, а зеин является проламиновым белком, выделяемым из зерен маиса или кукурузы.

Зеин является одним из немногих содержащихся в злаках белков, выделяемых в относительно чистом виде, и представляет собой поддающийся биологическому разложению натуральный полимерный материал. Зеин является не имеющим запаха аморфным порошком высоким содержанием разветвленных аминокислот. На его долю приходится 44-79% белкового эндосперма кукурузы в зависимости от сорта кукурузы и применяемого способа выделения. Единственной известной функцией зеина в природе является функция накопления азота в развивающихся зернах кукурузы. В отличие от большинства предлагаемых на рынке белков зеин обладает уникальными термопластическими и гидрофробными свойствами. Он обладает уникальной способностью образовывать ни имеющие запаха и вкуса прозрачные прочные пленки и волокна с высокой устойчивостью к воде и жирам.

В свете тенденции к распространению продуктов с "чистой этикеткой" и сложностей добавления вкусовых веществ существует потребность в способе применения более натуральных соединений для инкапсуляции вкусовых веществ с целью уменьшения содержания или преимущественно исключения искусственных или модифицированных ингредиентов. Кроме того, существует потребность в дополнительных способах, в которых применяются природные белки, такие как зеин, для предотвращения разрушения или потери чувствительных вещества, таких как вкусовые вещества. Также существует потребность в способе инкапсуляции, который обеспечивает сохранение дорогостоящих или сложных вкусовых ингредиентов без их маскирования или подавления с достижением при этом высокой нагрузки вкусовыми веществами и сохранением срока годности. Помимо этого, существует потребность в способах инкапсуляции общепризнанных натуральных вкусовых веществ с сохранением преимущественно всех их усилителей аромата и вкуса с целью получения подлинных натуральных вкусовых веществ. Такой способ предпочтительно включает выделение, концентрирование и доставку вкусового вещества в применимой матрице посредством одного простого и экономичного процесса и преимущественно на одной стадии. Наконец, существует потребность в способах, позволяющих концентрировать и инкапсулировать не только вкусовые вещества, но также и другие биологически активные компоненты пищевого продукта.

Краткое изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении предложены способы инкапсуляции вкусовых веществ с использованием по меньшей мере одного проламина для уменьшения или исключения потребности в искусственных или модифицированных ингредиентах, которые широко применяются для предотвращения потери или разрушения вкусовых веществ. Если не указано иное, используемый термин "инкапсуляция" означает процесс, в ходе которого всю поверхность частиц сердцевины покрывают покровной композицией, содержащей проламин, а также частично покрывают или окружают матрицей из упомянутой композиции. Способы инкапсуляции вкусовых веществ обычно включают стадии растворения проламина в соответствующем растворителе с целью получения раствора проламина, смешивания вкусового вещества с раствором проламина и сушку смешанного раствора с целью получения порошка, содержащего инкапсулированный в проламин вкусовое вещество.

Согласно первой особенности настоящего изобретения инкапсулируют вкусовые вещества путем сначала растворения вкусового вещества в спиртовом растворе до смешивания с раствором проламина. После отдельного растворения вкусового вещества на основе масла или воды и проламина в растворителях и до стадий сушки может осуществляться обработка ультразвуком. Согласно второй особенности настоящего изобретения вводят водный пищевой продукт, содержащий биологически активные компоненты, которые содержат вкусовое вещество. Водный пищевой продукт, содержащий вкусовое вещество смешивают с раствором проламина, обеспечивая тем самым медленное образование осадка и матричное концентрирование водного пищевого продукта. Согласно третьей особенности настоящего изобретения сушат смешанный раствор путем двухфазной сушки, что способствует образованию инкапсулированного вкусового вещества в форме порошка.

Дополнительные задачи и преимущества настоящего изобретения станут ясны из следующего далее описания. Процентное содержание во всех случаях приведено по весу, если не указано иное.

Краткое описание чертежей

Признаки новизны, характеризующие изобретение, изложены в прилагаемой формуле изобретения. Тем не менее, само изобретение, а также предпочтительный способ его применения, его дополнительные задачи и преимущества будут лучше поняты из следующего далее подобного описания наглядных вариантов осуществления в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:

на фиг.1 показана блок-схема общего способа согласно изобретению по родовой заявке,

на фиг.2 показана блок-схема дополнительных вариантов осуществления инкапсуляции вкусовых веществ согласно настоящему изобретению,

на фиг.3а показана диаграмма, иллюстрирующая гранулометрический состав капель вкусового вещества на основе лайма, определенный путем DLS,

на фиг.3б показана диаграмма, иллюстрирующая гранулометрический состав частиц зеина, определенный путем DLS,

на фиг.3в показана диаграмма, иллюстрирующая гранулометрический состав частиц вкусового вещества на основе зеина и лайма, определенный путем DLS,

на фиг.4 показано FIB-изображение внутренности зеиновых сфер, полученных методом EISA из раствора, содержащего 1 мг зеина/мл и около 0,75 мкл вкусового вещества на основе лайма/мл 80% этанола,

на фиг.5а показаны спектры FTIR а) зеина и б) вкусового вещества на основе лайма,

на фиг.5б показаны спектры FTIR а) инкапсулированного в зеин вкусового вещества на основе лайма и б) зеина,

на фиг.6 показана блок-схема усовершенствованного варианта осуществления общего способа, проиллюстрированного на фиг.1,

на фиг.7 показана шкала органолептической оценки образцов, используемая для экспертной органолептической оценки образцов вкусовых веществ в продуктах, изготовленных тремя различными способами,

на фиг.8 показана диаграмма, иллюстрирующая органолептические свойства картофельных чипсов с местным применением порошковых продуктов на основе лайма.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Включение вкусовых веществ в пищевые продукты требует сложной переработки. В частности, натуральные вкусовые вещества часто получают с использованием более дорогостоящего и иногда менее доступного сырья и технологий. Защита нежных микрокомпонентов вкусовых веществ часто является сложной, поскольку летучие вещества могут разрушаться или испаряться под действием тепла или даже при комнатной температуре. Инкапсуляция важна для обеспечения сохранности и подлинности термочувствительных веществ. Существует ограниченное число способов инкапсуляции, но может применяться широкий ассортимент различных веществ, включая белки, углеводы, липиды, камеди и целлюлозу. Выбор веществ для инкапсуляции зависит от ряда факторов, включающих предполагаемое назначение и требования к продукту, природу сердцевинного вещества, технологию инкапсуляции и экономические соображения. Предложенный в настоящем изобретении способ инкапсуляции вкусовых веществ проламином обеспечивает для потребителей натуральную альтернативу с использованием от небольшого количества искусственных или модифицированных ингредиентов до их отсутствия. Проламины являются запасным белками, содержащимися во многих хлебных злаках, включая без ограничения маис, сорго, просо, пшеницу и рожь. Они известны как таковые, поскольку обычно имеют высокое содержание таких аминокислот, как пролин и глутамин. Зеиновый проламин существует в виде смесей альфа-, бета-, дельта- и гамма-форм и легко доступен для приобретения.

Зеин растворим в бинарных растворителях, обладающих как полярными, так и неполярными характеристиками и содержащих низший алифатический спирт и воду, такой как водный этанол и водный изопропанол; тем не менее, он также растворим в разнообразных других органических растворителях. В Таблицах 3, 4 и 5 приведены растворители зеина из публикации John W. Lawton в журнале Cereal Chemistry, том 79, №1, 2002 г. В Таблице 3 приведены первичные растворители зеина для получения раствора с концентрацией зеина по меньшей мере 10 грамм на 100 мл. Также указаны критические температуры помутнения каждого первичного растворителя в зависимости от температуры, при которой растворенное сухое вещество больше не является полностью растворимым, осаждается в виде второй фазы, в результате чего после охлаждения образуется раствор мутного вида. Для стабилизации эмульсии могут добавляться эмульгаторы. Хотя не все растворители, приведенные в таблицах, являются пищевыми растворителями, применимыми для использования в настоящем изобретении с целью получения натуральных съедобных вкусовых веществ, каждый них способен растворять зеиновый проламин.

Таблица 3
Первичные растворители зеина
Растворитель	Темп. °C	Растворитель	Темп. °C
Ацетамид	82	Фурфуриловый спирт	≤40
Уксусная кислота	14	Глицерол	139
2-Амино-2-этил-1,3-пропандиол	38	Глицеролфурфурил	≤40
2-Амино-2-метил-1-пропанол	24	Глицерол-α-γ-диметиловый	≤40
Анилин	Образует гель	спирт
Глицерол-α-монохлоргидрин	≤40
Бензиловый спирт	-18	Глицерол-α-метиловый спирт	≤40
Бензилцеллозольв	≤40	Глицерол-α-фениловый спирт	>54
Бутиламин	≤40	β-Гидроксиэтиланилин	-30
Бутилтартрат	≤40	Гидроксиэтилэтилендиамин	≤40
1,3-Бутиленгликоль	39	2-Гидроксиметил-1,3-диоксолан	≤40
o-Циклогексилфенол	>55
1,3-Диаминопропанол	40	Молочная кислота	≤40
Ди[β-гидроксиэтил]анилин	>59	Метанол	63
Диэтаноламин	30	Метиллактат	<40
Диэтиленгликоль	≤40	Моноэтаноламин	6
Простой моноэтиловый спирт	≤40	Моноизопропаноламин	-4
диэтиленгликоля	≤40	Морфолин	-6
Простой монометиловый спирт	≤40	Морфолинэтанол	>2
диэтиленгликоля		Фенол	40
Диэтилентриамин	≤40	Фенилэтаноламин	-15
Дигликольхлоргидрин	≤40	Пропионовая кислота	60
Диизопропаноламин	32	Пропиленхлоргидрин	-30
Дипропиленгликоль	≤40	Пропилендиамин	≤40
Простой этиловый спирт	-20	Пропиленгликоль	≤40
трипропиленгликоля	-24	Пиридин	≤40
Этиллактат	-25	Моноацетат резорцина	0
Этилфенилэтаноламин	40	Триэтаноламин	>21
Этиленхлоргидрин	18	Триэтилентетрамин	≤40
Этиленгликоль	≤40	Тетрагидрофурфуриловый спирт	≤40
Простой моноэтиловый спирт	≤40
этиленгликоля		Триэтиленгликоль	≤40
Простой монометиловый спирт этиленгликоля	≤40	Триизопропаноламин	>46
Этилендиамин	11
Муравьиная кислота	7

Все первичные растворители являются гликолями, простыми гликолевыми эфирами, аминоспиртами, нитроспиртами, кислотами, амидами или аминами. Чтобы получить хороший растворитель зеина, состоящий из одного вещества, у его молекул должны быть соответствующим образом сбалансированы полярные и неполярные группы. Считается, что вода, а также ароматические углеводороды также усиливают растворяющую способность безводных спиртов. Кетоны и водные смеси также могут являться хорошими бинарными растворителями. Независимо от того, используется ли для растворения зеина одно или несколько веществ, в целях настоящего изобретения предпочтительно растворять зеин в пищевом растворителе, безопасном для употребления.

Растворяющая способность бинарных растворителей зависит от соотношения обоих компонентов. В Таблице 4 приведена растворимость зеина в бинарных системах растворителей, в которых первичными компонентами являются низшие алифатические спирты, кетоны или гликоли, а вторичными компонентами являются вода, ароматические углеводороды, хлорированные углеводороды, нитропарафины, альдегиды или простые циклические эфиры. Помимо водных растворов ацетона эффективными растворителями зеина также являются изопропанол и изобутанол.

Таблица 4
Вторичные растворители зеина
Вода в сочетании с одним из следующего	Низший алифатический спирт и одно из следующего
Ацетон	Ацетальдегид
Ацетонилацетон	Ацетон
n-Бутанол	Бензол
t-Бутанол	Бутиллактат
s-Бутанол	Хлороформ
Диоксолан	Дихлорметан
Диоксан	Простой моноэтиловый эфир диэтиленгликоля
Этанол	Этиллактат
Изобутанол	Этилендихлорид
Изопропанол	Этиленгликоль
Метанол	Простой моноэтиловый эфир этиленгликоля
n-Пропанол	Фурфураль
	Метилэтилкетон
	Метиленхлорид
	Нитроэтан
	Нитрометан
	Пропиленгликоль
	1,1,2,2-Тетрахлорэтан
	1,2,3-Трихлорэтан
	Толуол

Для растворения зеина также могут использоваться трехкомпонентные смеси растворителей с использованием воды помимо спирта и смесей альдегидов. В Таблице 5 приведены трехкомпонентные растворители зеина.

Таблица 5
Трехкомпонентные растворители зеина
Вода, низший алифатический спирт и одно из следующего
Ацетальдегид	Диоксан
Ацетон	Простой моноэтиловый эфир этиленгликоля
Ацетонилацетон	Формальдегид
Бензол	Метилацетат
Масляный альдегид	Нитроэтан
Диацетоновый спирт	Нитрометан
Вода и любые два из следующих соединений
Бутандиол	Дипропиленгликоль
Бутандиол	Этиленгликоль
2,3-Бутандиол	Гексиленгликоль
Диэтиленгликоль	Пропиленгликоль

Далее со ссылкой на фиг.1 описан один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Проламин растворяют в растворителе, способном растворять проламин, и получают раствор 10 проламина. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в качестве проламина выбирают зеин и получают раствор зеин. В других вариантах осуществления может использоваться сочетание нескольких проламинов при условии, что они обладают в достаточной степени сходными растворимостями. Как описано выше, в Таблицах 3-5 приведен ряд растворителей, способных растворять зеин. Следует отметить, что для удаления растворителей с более высокими температурами кипения, таких как гликоли, требуются более высокие температуры, что может приводить к увеличенной потере вкусовых веществ. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительны растворители с более низкими температурами кипения, не превышающими 100°C.

В настоящем изобретении также предпочтительно применяются пищевые растворители, позволяющие изготавливать съедобные инкапсуляты, включая без ограничения воду, этанол, пропанол, бутанол, изопропанол, изобутанол, уксусную кислоту, молочную кислоту, ацетон, этилацетат, бензиловый спирт и любые их смеси. Используемый термин "пищевой" означает, что конкретное соединение может употребляться человеком в количествах до установленного предела обычно без вредных последствий для здоровья. Примеры пищевых соединений включают соединения, "признанные безвредными" (GRAS) Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), включая соединения, перечисленные в статьях 172, 182 и 184 раздела 21 Свода федеральных правил.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления проламин растворяют в растворителях, представляющих собой водные растворы этанола, содержащие от около 60% до около 90% этанола и от около 10% до около 40% воды. При концентрации ниже около 60% из водного раствора этанола может преждевременно выпадать в осадок проламин без инкапсуляции добавляемых впоследствии водных пищевых продуктов. В одном из вариантов осуществления растворитель содержит от около 70% до около 80% этанола и от около 20% до около 30% воды.

Под растворением проламина 10 подразумевается диспергирование с целью получения раствора, дисперсии или эмульсии, содержащей проламин. Чтобы обеспечить преимущественно полное растворение проламина в растворителе, в одном из вариантов осуществления сначала нагревают растворитель до стадии растворения проламина в растворителе. В одном из вариантов осуществления нагревают растворитель из водного этанола до температуры от около 120°F до около 130°F, а затем добавляют проламин. Раствор следует медленно нагревать до температуры по меньшей мере 120°F, но не выше около 140°F перед тем, как добавлять проламин. После добавления проламина в нагретый растворитель, смесь может перемешиваться до растворения зеина. В одном из вариантов осуществления смесь перемешивают, пока раствор не становится прозрачным с преимущественным уменьшением или исчезновением любого помутнения, что говорит о достаточной степени растворения или хорошем дисперсном состоянии зеина. В вариантах осуществления с использованием нагретого растворителя растворы зеина следует охлаждать до добавления или объединения с любым инкапсулируемым вкусовым веществом. В одном из вариантов осуществления раствор следует охлаждать до температуры по меньшей мере около 100°F до добавления любого вкусового вещества или водного пищевого продукта. Охлаждение защищает летучие ингредиенты вкусовых веществ или водных пищевых продуктов от высоких температур, которые могут вызвать их разрушение. В другом варианте осуществления растворяют зеин с использованием методов обработки ультразвуком, чтобы обеспечить преимущественно полное растворение проламина. Обработка ультразвуком может применяться для ускорения растворения путем нарушения межмолекулярных взаимодействий. В одном из вариантов осуществления обработка ультразвуком осуществляется без нагрева. В некоторых вариантах осуществления обработка ультразвуком может осуществляться в течение от около 2 минут до около 10 минут. В одном из вариантов осуществления раствора зеин подвергают обработке ультразвуком в течение около 2 минут. Обработка ультразвуком может осуществляться с использованием известного из техники ультразвукового дезинтегратора. Например, применимым ультразвуковым дезинтегратором является ультразвуковой генератор VC-750 производства компании Sonics and Materials, Inc.

За счет вязкости текучие среды противодействуют взбалтыванию, что препятствует разрушению частиц и приводит к увеличению их размера. Соответственно, вязкость раствора сказывается на характеристиках инкапсулированного вкусового вещества конечного продукта. В качестве примера и без намерения ограничить объем настоящего изобретения, далее в Таблице 6 приведены результаты измерений вязкости различных растворов проламина, который применялись в настоящем изобретении. Генетически не модифицированный зеин означает зеин, генетический фонд которого не был изменен методами генной инженерии.

Таблица 6
Результаты измерений вязкости различных растворов зеинового проламина
Проламин	Растворитель	Вязкость (сп/сР) при комнатной температуре
10% зеина	90:10 EtOH : воды	11,7
80:20 EtOH : воды	11,1
50:50 EtOH : воды	4,5
15% зеина	90:10 EtOH : воды	21,3
80:20 EtOH : воды	57,9
50:50 EtOH : воды	4,5
10% генетически не модифицированного зеина	90:10 EtOH : воды	16,5
80:20 EtOH : воды	68,4
50:50 EtOH : воды	4,5
10% зеина	90:10 IP А : воды	14,7
80:20 IP А : воды	>120
10% зеина	100% бензиловый спирт	47,7

В Таблице 6 приведены различные растворы проламина, применяемые в настоящем изобретении и результаты измерений их вязкости. Они могут варьировать в зависимости условий переработки и качества используемого проламина. В одном из вариантов осуществления вязкость используемого раствора проламина составляет более около 4,0 сантипуаза (сп). В другом варианте осуществления, вязкость раствора проламина составляет от около 4 сп до около 120 сп.

В одном из вариантов осуществления с использованием 10% зеина в растворе этанола и воды в соотношении 90:10, вязкость составляет от около 11,5 до около 11,9 сп, более предпочтительно около 11,7 сп. В другом варианте осуществления с использованием 10% зеина в растворе этанола и воды в соотношении 80:20 раствор проламина имеет вязкость от около 10,9 сп до около 11,3 сп, более предпочтительно около 11,1 сп. В одном из вариантов осуществления с использованием 15% зеина в растворе этанола и воды в соотношении 90:10 вязкость составляет от около 21,1 сп до около 21,5 сп, более предпочтительно около 21,3 сп. В другом варианте осуществления с использованием 15% зеина в растворе этанола и воды в соотношении 80:20 раствор проламина имеет вязкость от около 57,7 сп до около 61,1 сп, более предпочтительно около 57,9 сп. В одном из альтернативных вариантов осуществления раствор этанола и воды в соотношении 50:50 имеет вязкость около 4,5 сп. В этом варианте осуществления для отделения не растворившегося зеина необходимо центрифугирование, что снижает концентрацию зеина. По мере снижения нагрузки зеином, снижается эффективная концентрация зеина. Например, при растворении 10% зеина в этаноле и воде в соотношении 50:50 концентрация зеина составляет менее 2,5%, а при растворении 15% зеина в таком же растворе концентрация зеина составляет менее 3,9%. При растворении 10% генетически не модифицированного зеина в таком же растворе концентрация зеина составляет менее 1,1%. Тем не менее, применение различных методов сушки позволяет получить инкапсулированное вкусовое вещество в объеме партии описанными далее способами.

Возвращаясь к рассмотрению фиг.1, после получения раствора 10 проламина в него добавляют вкусовые вещества и смешивают путем механического перемешивания в условиях высокого сдвига. Под "высоким сдвигом" подразумевается, что раствор механически перемешивают с высокой скоростью, чтобы полностью диспергировать или растворить вкусовые вещества в растворе проламина. Используемый термин "вкусовые вещества" означает вкусовые ингредиенты или содержащие вкусовые вещества растворы, включая без ограничения экстракты, эфирные масла, эссенции, дистилляты, смолы, бальзамы, соки, экстракты из растительного сырья, вкусовые, душистые и ароматические ингредиенты, включая эфирное масло, живицу, эссенцию или экстракт, продукт гидролиза, дистилляции белка или любой продукт обжига, нагрева или энзимолиза, который содержит вкусовые составляющие, полученные из пряностей, плодов или плодовых соков, овощей или овощных соков, пищевых дрожжей, трав, коры, почек, корней, листьев или аналогичного растительного материала, мяса, морепродуктов, домашней птицы, яиц, молочных продуктов или продуктов их ферментации, а также любое вещество, придающее вкус и/или аромат. При проведении серий испытаний в качестве вкусовых веществ инкапсулировали лайм, бальзамический уксус и сыр пармезан, как описано далее в примерах. Тем не менее, специалисту в данной области техники, ознакомившемуся с настоящим изобретением, ясно, что в настоящем изобретении в целом может использоваться любое число вкусовых веществ. Были изготовлены инкапсуляты с содержанием до 75% вкусовых веществ после сушки.

Смешанные вкусовые вещества и раствор проламина сушат на стадии 14 с целью получения частиц. Существует множество применимых способов сушки. В качестве примера, способы сушки включают распыление вращающимся диском, а также другие методы распылительной сушки, такие как распыление из сопла или вращающегося распылителя. Условия переработки, такой как сушка, могут варьировать в зависимости от ряда факторов, включающих вязкость, поверхностное натяжение и плотность образца.

Путем распыления вращающимся диском получают высококачественные порошки в виде сферических гранул с узким распределением по крупности или одинакового размера в пределах приблизительно 5-100 мкм.

При распылении вращающимся диском с помощью сопла подают жидкость в центр вращающегося диска. Центробежная сила отбрасывает ее к краю диска. Жидкость разбивается на мелкие капли или микрочастицы, образующиеся при удалении растворителя, которые собирают с использованием циклонного центробежного сепаратора, в котором частицы в силу своей массы вытесняются наружу центробежной силой. Поступающий воздух автоматически создает принудительное быстро вращающееся двойное вихревое движение, называемое двойным завихрением. Это двойное вихревое движение состоит из наружного потока, который протекает по спирали вниз, и внутреннего потока, который протекает по спирали вверх. На границе обоих потоков воздух перетекает из одного потока в другой. Частицы, присутствующие в потоке воздуха, оттесняются к наружной стенке и выходят из сепаратора через приемное пространство в основании. В приведенных далее примерах для распыления использовали диск толщиной 3 дюйма, вращающийся с частотой около 8500 об/мин или около 10000 об/мин при скорости подачи от около 53 до около 65 г/мин и температуре на выходе около 50-55°C. В результате получают порошок из вкусовых веществ, инкапсулированных в матрицу из проламина.

Далее изобретение будет дополнительно пояснено на следующих примерах, которые следует считать не ограничивающими. В Таблицах 7, 8 и 9 проиллюстрирована инкапсуляция вкусовых веществ на основе лайма, сыра пармезан и бальзамического уксуса, соответственно, с использованием смеси этанола и воды в соотношении 90:10 в качестве растворителя проламина. Специалистам в данной области техники известно, что эти и другие вкусовые веществ легкодоступны для приобретения у ряда производителей.

Таблица 7
Вещество со вкусом лайма, инкапсулированное в зеин
Пример	Концентрация проламина	Нагрузка вкусовым веществом	Температура (°C)	Частота вращения диска (об/мин)	Размер (мкм)
10%	50%	90%
1	10%	15%	51	8000	20	42	77
2	10%	55%	51	8000	21	41	76
3	10%	75%	51	8000	24	54	108
4	10%	55%	48	10000	12	25	49
5	10%	55%	45	10000	12	26	53
6	10%	55%	41	10000	12	27	53
7	12,5%	55%	50	10000	11	25	52
8	15%	55%	50	10000	13	33	66

В Примере 1 из Таблицы 7 получили 180 грамм раствора из 90% по весу этанола и 10% по весу воды, добавили 20 грамм зеина и растворили, в результате чего получили 10% раствор зеина. Добавили в раствор зеина определенное количество вкусового вещества на основе масла лайма, чтобы теоретическая нагрузка после сушки составила 15%. Чтобы получить нагрузку лаймом 15% из расчета 3,53 грамма масла лайма, деленные на общее количество зеина и добавленного вкусового вещества (в данном примере 3,53/[20+3,53]=0,15), добавили в раствор зеина приблизительно 3,53 грамма масла лайма. Соответственно, "нагрузку вкусовым веществом" вычисляет согласно следующей формуле: (количество вкусового вещества)/(количество вкусового вещества + количество добавленного сухого вещества). В соответствии с Примером 1 из Таблицы 7 после добавления вкусового вещества смешали вкусовое вещество и раствор проламина в условиях высокого сдвига. Затем высушили смешанный раствор методом распыления вращающимся диском с использованием диска толщиной 3 дюйма, вращающегося с частотой около 8000 об/мин при скорости подачи около 62 г/мин и температуре на выходе около 51°C. Собрали в циклонном сепараторе приблизительно 14,28 грамм продукта (выход 61%). Частицы полученного высушенного порошка имели гранулометрический состав от около 1 до 120 мкм и среднюю крупность частиц около 42 мкм, при этом 10% частиц образца имели размер менее 20 мкм, 50% менее 42 мкм и 90% менее 77 мкм.

Таблица 8
Вкусовое вещество на основе сыра пармезан, инкапсулированное в 10% раствор зеина
Пример	Нагрузка вкусовым веществом	Температура (°C)	Частота вращения диска (об/мин)	Размер (мкм)
10%	50%	90%