包含维生素B9的挤出物

技术领域

本发明涉及含有维生素的水分散性可食用粒子。这种粒子可用于制备食物或饮料。

背景技术

叶酸已为人所知很长时间。叶酸也被称为维生素B9。

叶酸是商购可得的。EP 1 026 166 B1公开了一种用于制备叶酸的方法。

叶酸是水溶性的。EP 0 954 986 B1的实施例1公开了一种含有叶酸的饮料。

浓缩饮料(enriched beverage)可以通过将速溶粉末(instant powder)分散在水、果汁等中来生产。在使用前，此类速溶粉末储存在袋子中。为了在商业上有价值，装有内容物的密闭袋应具有长保质期。

已知有不同的用于制造速溶粉末的方法。优选的方法是挤出。不幸的是，含有叶酸的维生素挤出物具有短或甚至非常短的保质期。在存在核黄素和/或硫胺素的情况下，含有叶酸的挤出物的保质期甚至更短。

通过选择不同的制造方法，例如喷雾干燥，可以改善保质期。然而，这些替代制造方法触发了高资本支出(capital expense,CAPEX)，并且具有其他缺点，例如需要有机溶剂和/或每工作小时的低产出。

需要一种水分散性可食用粉末，所述水分散性可食用粉末含有维生素B9，并且即使还存在核黄素和/或硫胺素也是储存稳定的。此类粉末的制造应该是低成本、容易和/或不含溶剂的。

发明内容

本发明的根本问题是通过挤出包含维生素B9、至少一种pH缓冲剂、至少一种填充剂、任选的至少一种润滑剂和水的组合物来解决的。

加入pH缓冲剂显著减少了挤出物储存期间维生素B9的分解。令人惊讶的是，即使存在B族维生素群的其他成员，维生素B9的分解也被减少。通常，在核黄素和/或硫胺素的存在下，叶酸会快速分解。

固体pH缓冲剂可用于减少挤出物的维生素B9的分解。这是令人惊讶的，因为在挤出过程期间仅使用了很少的水。如果待挤出的组合物含有大量的水，则需要对所获得的挤出物进行大量干燥。大量干燥增加了能源成本，并且降低了每工作小时的产出。

已知固态反应是出了名缓慢的。令人惊讶的是，固体pH缓冲剂可以在仅使用短挤出机和很少的水的相对较快过程中使用。

具体实施方式

本发明涉及一种挤出线料(extruded strand)。在挤出后，将获得的线料切成更小的片，然后干燥所述片。如此获得的多个挤出物是水溶性或水可分散的粗粉末。为了增加粉末的流动性，可以将挤出物在干燥前滚圆。

挤出线料

本发明的挤出线料是通过挤出包含维生素B9、至少一种pH缓冲剂、至少一种填充剂、任选的至少一种润滑剂和水的组合物而获得的。

在本发明的上下文中，维生素B9是叶酸的同义词。在本发明的一个实施方式中，术语“叶酸”包括叶酸的同源物，例如四氢叶酸、甲基四氢叶酸、亚甲基四氢叶酸(methenyltetrahydrofolate)、亚叶酸、叶酸盐和叶酸类似物(folacin)。

所述组合物的挤出线料优选包含至少一种另外的微量营养素。优选地，所述至少一种另外的微量营养素选自由以下项组成的组：矿物质、脂溶性维生素、水溶性维生素、氨基酸、多不饱和脂肪酸和类胡萝卜素。根据本发明的水溶性维生素优选为维生素B1(硫胺素)、维生素B2(核黄素)、维生素B3(烟酸、烟酰胺)、维生素B5(泛酸)、维生素B6(吡哆醇、吡哆胺、吡哆醛)、维生素B7(生物素)、维生素B9和维生素B12(氰钴胺、羟钴胺、甲基钴胺)。

在本发明的一个优选实施方式中，本发明的挤出线料是通过挤出包含维生素B9、维生素B1、维生素B2、至少一种pH缓冲剂、至少一种填充剂、任选的至少一种润滑剂和水的组合物而获得的。

在本发明的上下文中，“pH缓冲剂”是弱酸与其共轭碱的盐的混合物，或弱碱与其共轭酸的盐的混合物。在本发明的一个优选实施方式中，pH缓冲剂是弱酸与其共轭碱的盐的混合物，其中所述弱酸与其共轭碱的盐在室温和标准大气压下是固体。“缓冲剂”是指当加入少量强酸或强碱时，包含适量pH缓冲剂的水溶液的pH变化很小。在本发明的上下文中，不可食用的pH缓冲剂被排除在外。在本发明的上下文中，“可食用的”是指具有食品级或饲料级的组合物。具有食品级的组合物旨在供人食用。还排除了这样的pH缓冲剂，所述pH缓冲剂没有减少当在30℃和65％湿度下在密闭铝袋中储存超过3个月时挤出线料的维生素B9的分解。本发明的pH缓冲剂优选是(i)抗坏血酸和(ii)抗坏血酸的可食用盐(例如抗坏血酸钠)的混合物。不太优选的pH缓冲剂是

-柠檬酸和可食用的柠檬酸盐的混合物；

-碳酸和可食用的碳酸盐的混合物。

在本发明的一个优选实施方式中，本发明的挤出线料是通过挤出包含维生素B9、至少一种pH缓冲剂、至少一种填充剂、至少一种润滑剂和水的组合物而获得的，其中所述至少一种pH缓冲剂是(i)抗坏血酸和(ii)抗坏血酸的可食用盐的混合物。在本发明一个更优选的实施方式中，本发明的挤出线料是通过挤出包含维生素B9、维生素B1、维生素B2、至少一种pH缓冲剂、至少一种填充剂、至少一种润滑剂和水的组合物而获得的，其中所述至少一种pH缓冲剂是(i)抗坏血酸和(ii)抗坏血酸的可食用盐的混合物。

所述挤出线料包含至少一种“填充剂”。在本发明的一个优选实施方式中，填充剂是(i)可食用的并且(ii)水溶性或水可分散的。所述挤出线料优选包含基于所述挤出线料并且不包含水的总重量至少50重量％，更优选至少60重量％，最优选至少70重量％的至少一种填充剂。优选的填充剂是淀粉(例如小麦淀粉)和粗粒面粉(例如硬质小麦粗粒面粉)。优选地，将淀粉和粗粒面粉的混合物用作填充剂。

因此，挤出线料优选地是通过挤出包含维生素B9、至少一种pH缓冲剂、至少一种润滑剂、水和基于所述挤出线料并且不包含水的总重量至少50重量％的至少一种填充剂的组合物而获得的，其中所述至少一种填充剂优选为淀粉和粗粒面粉的混合物，例如小麦淀粉和硬质小麦粗粒面粉的混合物。在本发明的一个更优选实施方式中，挤出线料优选地是通过挤出包含维生素B9、维生素B1、维生素B2、至少一种pH缓冲剂、水、至少一种润滑剂和基于所述挤出线料并且不包含水的总重量至少50重量％的至少一种填充剂的组合物而获得的，其中所述至少一种填充剂优选为淀粉和粗粒面粉的混合物，例如小麦淀粉和硬质小麦粗粒面粉的混合物。

优选地，所述挤出线料包含至少一种润滑剂。优选地，所述至少一种润滑剂在室温下是液体。优选的润滑剂是食用油，例如中链甘油三酯(medium chain triglyceride,MCT)、玉米油、植物油和椰油。MCT是最优选的润滑剂。因此，在本发明的最优选实施方式中，本发明的挤出线料是通过挤出包含维生素B9、维生素B1、维生素B2、至少一种pH缓冲剂、至少一种填充剂、至少一种润滑剂(例如MCT)和水的组合物而获得的，其中所述至少一种pH缓冲剂是(i)抗坏血酸和(ii)抗坏血酸的可食用盐的混合物。

挤出线料的直径取决于挤出机的模具(die)。挤出机的模具具有至少一个孔。在大多数情况下，挤出机的模具有多个孔，其中每个孔具有相同的直径。挤出机的孔的直径优选为0.1mm至2mm，更优选为0.3mm至1.2mm，最优选为0.4mm至0.8mm。

只有待成型的组合物具有特定可塑性时，才有可能将所述组合物成型为线料。根据本发明，可以通过水的量来调适待挤出的组合物的可塑性。基于挤出线料的总重量，挤出线料包含优选15重量％至60重量％的水，更优选20重量％至55重量％的水，最优选25重量％至45重量％的水。

也可以通过提高挤出温度来调适待挤出的组合物的可塑性。挤出机模具处的温度为优选50℃至120℃，更优选55℃至90℃，最优选60℃至80℃。超过120℃的温度不是优选的，因为此类高温可对维生素具有负面影响。

挤出线料的长度是可变的。在连续挤出过程中，线料没有明确限定的长度。此外，挤出线料的长度取决于切割过程。通常，在模面处切割线料。也可以应用下游切割来代替模面切割。

多个挤出物

多个是多于一个。因此，表述“多个挤出物”是指两个或更多个挤出物。优选地，本发明的多个挤出物是质量介于1g与10kg之间的粉末。

本发明的多个挤出物优选是水溶性或水可分散的。因此，挤出物优选基本上不含脂肪，基本上不含脂溶性蛋白质，和/或基本上不含有机溶剂。在本上下文中，表述“基本上不含”是指基于多个挤出物的总重量，小于1重量％，优选小于0.8重量％，更优选小于0.5重量％，最优选小于0.2重量％。在本发明的上下文中，术语“脂肪”不包括液体，例如液体润滑剂或任何其他油。

本发明的多个挤出物可通过切割本文所述的挤出线料而获得。因此，单独挤出物的大小优选由挤出机孔的直径确定。在本发明的一个不太优选的实施方式中，选择加工条件，使得挤出物在离开模具时膨胀。单独挤出物的大小也由切割工艺确定。优选地，以使得挤出物的长度大致对应于挤出机的孔的直径的方式进行切割。

在切割后，单独挤出物的形状为圆柱形样的。为了增加所述多个挤出物的流动性，可任选地将仍为湿的挤出物在滚圆机中成型。

优选地，在切割后并且在任选的滚圆后至少部分地干燥挤出物。为了进行干燥，可以使用流化床干燥器或任何其他合适的装置。典型地，在介于40℃与80℃之间的温度下进行干燥30分钟至90分钟。在干燥后，挤出物可能仍包含一些残留的水。基于挤出物的总重量，所述多个挤出物中的各个挤出物优选包含小于10重量％，更优选小于8重量％，最优选小于5重量％的水。

所述多个挤出物中的各个挤出物包含至少一种pH缓冲剂。因此，如果预定量的挤出物溶解或分散在去离子水中，则达到特定的pH。可通过将1g所述多个挤出物分散在40ml去离子水中获得的液体的pH为在室温(即23℃)下优选4.6至6，更优选4.65至5.2，最优选4.7至5。优选地，所述1g是在已经应用干燥步骤后测量的。

不希望受理论束缚，据信上面指出的pH范围减少了在包含维生素B9、维生素B1和维生素B2的挤出物储存期间所述三种维生素B的分解。所述pH范围可以通过(i)抗坏血酸和(ii)抗坏血酸的可食用盐的混合物来实现。然而，所述pH范围也可以用其他可食用的pH缓冲剂(例如基于柠檬酸或基于碳酸钙的pH缓冲剂)来实现。排除不适合达到上面指出的pH范围的pH缓冲剂。

选择pH缓冲剂的量和类型，使得即使还存在核黄素和/或硫胺素，储存稳定性也是良好的。

所述多个挤出物中的各个挤出物的维生素B9含量在30℃和65％湿度下在密闭铝袋中储存3个月后，为储存前所述挤出物的维生素B9含量的优选至少70％，更优选至少75％，最优选至少80％。

pH缓冲剂的用途

本发明还涉及pH缓冲剂用于延长包含维生素B9的挤出物的保质期的用途。在一个优选的实施方式中，本发明涉及pH缓冲剂用于延长包含维生素B9和至少一种另外的水溶性维生素的挤出物的保质期的用途，所述至少一种另外的水溶性维生素优选选自由维生素B1和维生素B2组成的组。最优选地，本发明涉及pH缓冲剂用于延长包含维生素B9、维生素B1和维生素B2的挤出物的保质期的用途。

令人惊讶的是，当本发明的pH缓冲剂被包含在可通过挤出包含维生素B9、维生素B1、维生素B2、至少一种填充剂和水的组合物而获得的挤出物中时，维生素B9以及维生素B1和维生素B2在储存期间较少地分解。

如本文所述的pH缓冲剂优选在室温和标准大气压下为固体。更优选地，如本文所述的pH缓冲剂是(i)抗坏血酸和(ii)抗坏血酸的可食用盐的混合物。最优选地，如本文所述的pH缓冲剂是(i)抗坏血酸和(ii)抗坏血酸钠的混合物。在该实施方式中，抗坏血酸与抗坏血酸钠之间的重量比为优选1:1至1:5，更优选1:1至1:4，最优选1:2.5至1:3.5。

因此，本发明的一个优选实施方式涉及pH缓冲剂用于延长包含维生素B9的挤出物的保质期的用途，其中所述pH缓冲剂是(i)抗坏血酸和(ii)抗坏血酸钠的混合物，并且其中抗坏血酸与抗坏血酸钠之间的重量比为优选1:1至1∶5，更优选1∶1至1∶4，最优选1:2.5至1:3.5。

附图

图1示出了实施例3的结果。在挤出后(时间点：0个月)和在1个月、2个月和3个月储存时间后测量实施例1的挤出物中维生素B9的相对含量。在y轴上，测量的维生素B9含量以计算的维生素B9含量的百分比表示。实施例：90％维生素B9本身的稳定性是指用于制造挤出物的维生素B9的10％不再存在。

挤出物编号132具有比其他挤出物更高的维生素B9本身稳定性。挤出物编号132包含本发明的pH缓冲剂。

图2示出了在不进行滚圆的情况下干燥后的多个挤出物。单独挤出物的直径介于0.5mm与2mm之间。所述多个挤出物类似于粗粉末并且是可流动的。

实施例

实施例1(制造包含叶酸的挤出物)

如下制造挤出物编号132：

将含有叶酸、pH缓冲剂(抗坏血酸和抗坏血酸钠)、维生素混合物(维生素B1、B2、B6、B3和B12)、填充剂(小麦淀粉和硬质小麦粗粒面粉)和任选的润滑剂的粉末重量分析地进料(Brabender Technologie)到实验室规模的同向旋转双螺杆挤出机(Thermo FisherScientific,使用PTW16/40OS双螺杆挤出机的HAAKE Polylab OS)的第一筒中。挤出机由6个(经电加热和水冷的)筒以及螺杆直径为16mm并且长径比为40的模头(12或21×0.5mm)组成。将去离子水注入第二筒中。使筒2至6以及模头的温度达到绝热挤出条件。将粉末预混物以500g/h进料，并加入60g/h的水。然后挤出线料。为了获得多个挤出物，在模头处通过两个旋转刀直接对挤出线料进行模面切割。在模面切割后，将固体挤出物在实验室规模的流化床干燥器(Retsch TG 200)中在50℃干燥60分钟，以获得基于所述挤出物的总重量为6重量％的最终含水量。

挤出物编号133、编号131和编号124以与挤出物编号132相同的方式制造。所有挤出物的确切组成在下表1中显示。

表1

在上表1中，重量％是指不包含任何残余水的相应挤出物的总重量。所有挤出物的维生素混合物都是相同的，并且包含单硝酸硫胺素(维生素B1)、核黄素(维生素B2)、盐酸吡哆醇(维生素B6)、烟酰胺(维生素B3)和结晶维生素B12。所有挤出物的填充剂和任选的润滑剂也是相同的。

实施例2(pH测量)

如下测量挤出物编号132的pH：

在室温下将总质量为1g的多个挤出物编号132加入40ml去离子水中，并搅拌1小时以确保所有挤出物分散。然后使用Metrohm744pH计测量pH。

以与挤出物编号132的pH相同的方式测量挤出物编号133、编号131和编号124的pH。这些测量的结果显示在下表2中。

表2

实施例3(储存稳定性)

在挤出后(时间点：0个月)和在1个月、2个月和3个月储存时间后测量实施例1的挤出物中维生素B9的相对含量。储存条件：30℃，65％湿度，在密闭铝袋中。

施加以下方法：

将2g相应挤出物称量到容量瓶中，并使其在pH 7下在pH7下的流动相中溶解。在设定的时间段之后，将等分试样(10μl)注射到与配备有紫外/可见光(UV/VIS)检测器连接到Agilent HPLC系统的Nucleosil 100-7C18(Macherey&Nagel)柱上。流动相由13.5％的乙腈和86.5％的0.25N五磺酸钠/0.25N七磺酸钠组成，并保持在1.4ml min

测量结果示出在图1中。图1显示，如果已经将本发明的pH缓冲剂体系加入到挤出的组合物中，则储存期间更少的维生素B9发生分解。