微胶囊的制作方法

专利名称：微胶囊的制作方法
技术领域：
本发明涉及微胶囊，该微胶囊含有包埋在新型基质材料中的活性物质，本发明还涉及这种微胶囊的制备方法以及含有此微胶囊的产品。
背景技术：
据发现，天然存在的多糖和改性的多糖以及天然存在的水胶体(例如藻酸盐、角叉菜胶、明胶、果胶、阿拉伯树胶和金合欢树胶)可以广泛地用作食品、食品补剂、药物和农用产品中的敏感性活性物质(例如维生素及香气和风味物质)包胶用的基质材料，以便使它们免受氧、水分和照射的影响以及物理影响，由此使所说的活性物质避免化学和/或物理降解并且改进它们的储藏稳定性。
目前，用作基质材料的水胶体主要来源于动物，例如来自于哺乳动物和鱼的凝胶状材料。
然而，以使用动物来源的基质材料为基础的微胶囊化产品在某些产品中是不可使用的，例如用于素食食品、按犹太教规制作的食品和按穆斯林教规制作的食品。此外，将来，关于控制使用动物来源的食品制品的法规可能会越来越严格。
人们曾尝试使用果胶类物质作为动物来源的基质材料的可能的替代品，但是发现果胶类物质，例如柑橘类水果果胶或糖用甜菜果胶，在防止降解方面仅能给微胶囊化活性物质提供有限的保护，由此不能提供具有理想的储藏稳定性的微胶囊化产品。
EP专利申请1 066 761公开了胶囊化组合物，该组合物含有包胶在碳水化合物基质中的脂溶性物质，其中所说的碳水化合物基质由麦芽糖糖浆组成或者由低分子量碳水化合物(例如，麦芽糖糊精，非必需地与高分子量碳水化合物组合)、乳化剂和非必需的抗氧化剂的混合物组成。
US专利5 998 176公开了一种引起含果胶类物料如糖用甜菜果胶的含水介质胶凝化或者增加其粘度的方法，该方法是通过用羧基酯水解酶和氧化酶和/或过氧化酶，在与所说氧化酶和/或过氧化酶一起使用的氧化剂的存在下，处理所说的含水介质。据说，所得的胶凝化的或粘稠的产品适宜作为例如食品领域中的增稠剂和/或稳定剂、医用/药用领域中的药品包胶用材料以及医用/药用和农用/园艺用领域中的缓慢释放载体。
丹麦专利申请1991 01060公开了无支链的阿拉伯聚糖，例如得自于糖用甜菜，其是通过将糖用甜菜阿拉伯聚糖用α-L-阿拉伯糖呋喃糖苷酶处理来获得的，该专利申请还公开了它们作为胶凝剂、乳化剂和包胶材料的用途。在该方法中作为酶底物使用的糖用甜菜阿拉伯聚糖是通过将糖用甜菜浆用碱处理获得的，并且糖用甜菜阿拉伯聚糖原料中一般含有约70-85％阿拉伯糖、5-10％糖醛酸、8-15％D-半乳糖和百分之几的鼠李糖和其它单糖。
WO 00/70967 A1公开了一种含有着色物质主体的组合物，该着色物质主体至少部分地涂敷有未改性的果胶，所说的未改性果胶选自甜菜果胶、菊苣果胶和菊芋，优选的果胶是具有高乙酰化程度的果胶。
WO 00/17368公开了一种水果橙果胶乙酰酯酶和方法，其中，将酯酶与底物如来自水果或蔬菜植物的果胶接触。通过用所公开的乙酰酯酶将糖用甜菜果胶脱乙酰，可以获得改进的胶凝特性。
本发明的目的是提供微胶囊，其中含有非动物来源的基质材料，并且此基质材料能够有效保护包埋在基质材料中的活性物质不受化学和物理影响。
发明概述本发明微胶囊的特征在于基质材料可通过将果胶类物质用选自酯酶(E.C.3.1)、葡糖苷酶(E.C.3.2)、肽酶(E.C.3.4)、蛋白酶(E.C.3.4)和裂解酶(E.C.4)中的一种或多种酶处理来获得。
通过参考以下附图，相比含有未改性果胶的基质材料的微胶囊，本发明的微胶囊获得的改进的稳定特性将是显而易见的，其中

图1显示了通过将微胶囊在25℃和60％RH下储藏获得的稳定性测试结果，以及图2显示了通过将微胶囊在40℃和75％RH下储藏获得的稳定性测试结果。
图1和2的曲线显示了含有包埋在各种基质材料中的维生素A棕榈酸酯的微胶囊的效能作为时间的函数。
从所说的曲线中明显看出，本发明的微胶囊，即其中所含的基质材料是经蛋白酶处理的果胶、经修整的β-果胶、脱乙酰化β-果胶、经鼠李糖半乳糖醛酸聚糖酶(rhamnogalacturonase)处理的β-果胶、经裂解酶处理的β-果胶、经羧肽酶A或B处理的β-果胶和经Flavourzyme500LTM处理的β-果胶以及经裂解酶处理的橙果胶，当在25℃、60RH％下和在40℃、75％RH下储藏时，可以储藏长达至少20天的时间，与含有未改性果胶作为基质材料的微胶囊相比，其显示出明显更好的稳定性。
本文中所用的术语“微胶囊”是指各自含有基质材料的颗粒，在所说的基质材料中包埋有许多固体或液体微粒。
果胶是通过(1＝＞4)-α-糖苷键连接的高分子量聚半乳糖醛酸，其中一些羧酸基团被甲醇所酯化，并且它们由柔性区域所组成，在该区域中聚合物主链中富含鼠李糖，并且具有配合物性质的侧链，“毛状区域”。
果胶中还含有“光滑区域”，其是刚性区域，其中主链基本上由半乳糖醛酸或具有非常少侧链的半乳糖醛酸残基组成，其中所说的侧链如甲基或乙基。
US专利5 929 051中有关于果胶和果胶类物质的通用结构的详细描述，如目前所理解的。
与本申请有关联的术语“果胶类物质”包括果胶、果胶酸及果胶酸的盐和酯(果胶酸酯)，由此，果胶类物质中的半乳糖醛酸含量大于40％。
果胶类物质中的半乳糖醛酸含量优选大于50％，并且更优选大于65％。
本发明微胶囊的基质材料优选由果胶组成，所说的果胶经一种或多种能够改性毛状区域(即，果胶的鼠李糖半乳糖醛酸聚糖主链的侧链)的酶来处理。
这种酶的优选实例是鼠李糖半乳糖醛酸聚糖酶，鼠李糖半乳糖醛酸聚糖乙酰酯酶、β-半乳糖苷酶、阿聚糖酶(arabinanase)、半乳聚糖酶和α-阿拉伯糖呋喃糖苷酶。
另一种优选的基质材料是经过一种或多种能够改性果胶光滑区域主链的酶处理的果胶，以便形成含有毛状区域的单独的组成部分。
这种酶的实例是果胶裂解酶及聚半乳糖醛酸酶与果胶甲基酯酶的组合。
大部分果胶中含有蛋白质，例如含有约1-5％w/w的蛋白质，并且意想不到地发现，如果将它们用诸如木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶的蛋白酶处理，则这种含蛋白质的果胶的保护特性明显得到改进。
本发明中的欲被改性的果胶类材料优选得自甜菜根(Betavulgaris L.Chenopodiaceae)，包括糖用甜菜、红菜头(红甜菜)、厚皮菜、饲用甜菜、君达菜、白甜菜(silver beet)和饲料甜菜，或者得自橙、葡萄、大豆、亚麻籽、菊芋、芹菜和马铃薯。糖用甜菜果胶是特别有用的果胶类物质。
本发明中用于改性果胶物质的酶的定义中所用的酶分类体系可见Enzyme Nomenclature 1992，科学出版社，圣地亚哥，加利福尼亚，增刊。
构成水解酶(E.C.3)子类的酯酶(E.C.3.1)是能够催化果胶的酯基团水解的酶。用于改性果胶类物质的优选的酯酶是脱乙酰酶，例如鼠李糖半乳糖醛酸聚糖-乙酰酯酶、果胶乙酰酯酶和果胶甲基酯酶。
另一种构成水解酶(E.C.3)子类的葡糖苷酶(E.C.3.2)是能够催化果胶中的糖苷键水解的酶。优选的葡糖苷酶是脱支酶，例如α-阿拉伯糖呋喃糖苷酶、半乳聚糖酶、阿聚糖酶及内-和外-聚半乳糖醛酸酶。α-阿拉伯糖呋喃糖苷酶、半乳聚糖酶、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖酶和阿聚糖酶的混合物是特别有用的。
肽酶和蛋白酶(E.C.3.4)也构成水解酶(E.C.3)的子类，其能够催化肽键的水解。优选的蛋白酶是木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶(内肽酶)及羧肽酶A和B(外肽酶)，以及内肽酶和外肽酶的组合，例如Flavorzyme 500LTM。
适宜的商业性蛋白酶的实例是购自Valley Research的木瓜蛋白酶16000和DSM Gist-Brocades Food Specialities的Collupulint。
裂解酶(E.C.4)是能够催化加成至双键的酶。优选的裂解酶是果胶酶PL裂解酶。
术语“脱乙酰酶”是指能够脱去乙酰基团的酶，所说的乙酰基团与果胶毛状区域主链中的半乳糖醛酸残基共价键合。
术语“修整酶”或“脱支酶”是指能够减少果胶毛状区域侧链长度的酶。
术语“果胶酯酶”是指能够从果胶主链中的半乳糖醛酸残基上除去酯残基的酶。
在实践中，果胶类物质的酶改性可以如下进行将果胶制剂的温度和pH分别调至所用酶的工作温度和pH。将酶溶解/稀释至经过离子交换过的水中，并且添加至果胶制剂中。边连续搅拌边进行反应，并且如果必要的话通过滴定来控制pH。一段时间后，通过降低pH来终止反应。为使酶不可逆地失活，将温度提高至80℃10分钟。将溶液的温度降低并且将果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干，并且放入70℃干燥箱内干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN 24)。
待用作酶处理用底物的果胶制剂可以是直接从原料中例如从糖用甜菜皮中获得的提取物，或者可以是精制果胶产品的溶液。
糖用甜菜果胶的提取物可以如下制备1)将干的粒状甜菜浆与强无机酸的水溶液混合，所说的酸优选是硝酸2)通过在60-80℃和pH1.5-2.5下剧烈搅动约1-5小时来萃取浆液。
3)将所得的混合物分离成废料固体和含果胶的液体4)用上述的酶处理含果胶的液体。
通过将果胶粉末添加到热(70℃)的经过离子交换的水中制得果胶溶液。将此制剂连续搅拌，直至果胶完全溶解。
本发明的微胶囊中所含的活性物质可以是在储藏、运输、处置和使用期间需要保护例如防止受氧、水分、光照射和物理影响的任何物质，以便避免物质的物理和化学降解。这些活性物质还定义为在化学或生物体系中是活性的。此外，可以使用保护性基质来防止活性物质与组合物中存在的其它物质发生反应，或者与使用过程中可能接触到的并且对活性物质的所需活性具有有害影响的物质发生反应。而且，可以使用保护性基质来将难于处置(例如由于粘性)的液体和其它物质转变成适合在使用过程中处置和加工的固体形式，例如微胶囊的粉末。
适合在本发明中使用的活性物质的实例是脂溶性物质，例如维生素，脂肪酸(例如单和多不饱和脂肪酸，其可以是以含有(n-3)脂肪酸二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)的鱼油的形式和以含有(n-6)脂肪酸γ-亚麻酸的柳叶菜油和蓖麻油的形式添加)，类胡萝卜素，例如β-胡萝卜素，叶黄素，番茄红素，β-隐黄质和玉米黄质，油和脂肪；水溶性物质，例如维生素C；酶，例如淀粉酶；药剂，例如灰黄霉素、布洛芬、苯并二氮卓类、非那西汀、激素和对乙酰氨基酚以及其它营养补剂，例如矿物质。
附加的活性物质是香气和风味化合物。
本发明微胶囊的基质材料中可含有常规的添加剂，例如抗氧化剂，例如叔-丁基羟基甲苯(BHT)、叔-丁基羟基茴香醚(BHA)、抗坏血酸、棕榈酸抗坏血酸酯、抗坏血酸钠、生育酚、TBHQ、乙氧基喹、没食子酸丙酯和草药提取物，如迷迭香提取物；粉末化剂，例如淀粉、改性淀粉、磷酸三钙、乳糖、甘露糖醇、乙基纤维素、凝结清蛋白、硬化明胶、酪蛋白、硬脂酸-Ca、硬脂酸-Na、金属皂、氢化蓖麻油、多氧化物、滑石、蜡和硅酸盐；防结块剂，例如磷酸三钙和硅酸盐，如二氧化硅和硅酸铝钠；增塑剂，例如碳水化合物和糖醇，其实例是蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、转化糖、山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖糊精、甘油及其混合物，优选蔗糖、乳糖、麦芽糖糊精，以及它们的混合物。
本发明还涉及微胶囊的制备方法，其中所说的微胶囊含有包埋在基质中的活性物质，所说的方法包括以下步骤提供果胶类物质的含水介质，其中所说的果胶类物质是通过用选自酯酶(E.C.3.1)、葡糖苷酶(E.C.3.2)、肽酶(E.C.3.4)、蛋白酶(E.C.3.4)和裂解酶(E.C.4)中的一种或多种酶处理来改性的；向所说的溶液添加至少一种活性物质；将如此获得的混合物细分并且干燥，获得颗粒的集合，每个颗粒中含有许多活性物质的液体或固体微粒，其包埋在含改性果胶类物质的基质中。
上述方法的最后一个步骤可以用常规方法完成，例如喷雾冷却、喷雾干燥、改良的喷雾干燥或者压片干燥并粉碎，参看WO91/06292。
本发明还涉及含有上述微胶囊的产品。这种产品的典型实例是食品、食品补剂、饮料、药物和兽药产品、饲料、饲料补剂、个人护理产品和家用产品。
下面，将参考以下实施例对本发明作更详细描述。
实施例在实施例中，分子量(MW)通过如下毛细管法来测定测定果胶/六偏磷酸盐溶液的出口时间，之后按照公知的公式计算分子量(参见WO 00/58367，钙敏感性降低的果胶，第12页)。
在两个出口处测定出口时间。如果时间之差大于0.4秒，则重复测定，直至差值小于合适的值。用于分子量测定的出口时间是上述相等或基本上相等测定结果的平均值。
制备酶改性的果胶类物质实施例1在本实施例中，果胶类物质得自糖用甜菜(GENU β-果胶，批号92455，CP Kelco ApS生产，Lille Skensved，丹麦)并且酶是木瓜蛋白酶(Collupulin木瓜蛋白酶，批号R9741，DSM Gist-Brocades Food Specialities生产，Delft，荷兰)。
将1000L经过离子交换的水加热至70℃，溶解0.4M NaCl并且添加20kg果胶类物质，同时连续搅拌。待果胶完全溶解后，将温度降低至45℃；通过用2％(w/v)NH3溶液滴定，将pH调整至5.50。常温下，将240g Collupulin溶解至大约5L经过离子交换的水中并且添加至果胶溶液中。在实验过程中，通过用2％(w/v)NH3滴定将pH保持在5.50恒定。20分钟后，加入6127ml 2％(w/v)NH3，并且通过添加10％HNO3溶液至pH 2.50，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度升至80℃。在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至50℃并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN 24)。测定经酶处理的果胶的乙酰化程度(％D(Ac))、酯化程度(％DE)、半乳糖醛酸含量(％GA)和分子量(MW)，并且结果示于下表1中。
表1
实施例2在本实施例中，果胶类物质得自糖用甜菜(GENU β-果胶，批号82899，CP Kelco ApS生产，Lille Skensved，丹麦)。所用的酶是α-阿拉伯糖呋喃糖苷酶(α-ARA)(批次sp 580，PPJ 4494)、阿聚糖酶(批次sp 564，PPJ 4381)和半乳聚糖酶(批次sp 518 PPJ4368)，全部由Novo Nordisk生产，Bagsvaerd，丹麦。
将1000L经过离子交换的水加热至60℃，将加入10kg果胶类物质，同时连续搅拌。待果胶完全溶解后，将温度降低至45℃，并且通过用2％(w/v)NH3溶液滴定，将pH调整至4.50。常温下，将5g阿聚糖酶、35g α-阿拉伯糖呋喃糖苷酶和35g半乳聚糖酶在大约1L经过离子交换的水中稀释，添加至果胶溶液中。4小时后，通过添加10％(w/v)HNO3溶液至pH 3.00，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度升至80℃。在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至20℃，并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN 24)。测定经酶处理的果胶样品的乙酰化程度(％D(Ac))、酯化程度(％ DE)、半乳糖醛酸含量(％ GA)、分子量(MW)和中性糖含量，并且结果示于下表2。
表2
实施例3在本实施例中，果胶类物质得自糖用甜菜(GENU β-果胶，批号92455 CP Kelco ApS生产，Lille Skensved，丹麦)并且酶是鼠李糖半乳糖醛酸聚糖乙酰酯酶(批次PPJ 4456，Novo Nordisk生产，Bagsvaerd，丹麦)。
将50L经过离子交换的水加热至70℃，并且添加1kg果胶类物质，同时连续搅拌。将温度降低至50℃，并且通过用2％(w/v)NH3溶液滴定，将pH调整至4.50。将10g鼠李糖半乳糖醛酸聚糖乙酰酯酶添加至果胶溶液中。在50℃下同时连续搅拌24小时之后，通过添加10％(w/v)HNO3溶液至pH2.50，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度升至80℃。在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至50℃，并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN24)。测定乙酰化程度(％D(Ac))、酯化程度(％DE)、半乳糖醛酸含量(％GA)和分子量(MW)，并且结果示于下表3。
表3
实施例4在本实施例中，果胶类物质得自糖用甜菜(GENU β-果胶，批号82899 CPKelco ApS生产，Lille Skensved，丹麦)并且酶是鼠李糖半乳糖醛酸聚糖酶(批次PPJ 4478，Novo Nordisk生产，Bagsvaerd，丹麦)。
将50L经过离子交换的水加热至70℃，并且添加1kg果胶类物质，同时连续搅拌。将温度降低至50℃，并且通过用2％(w/v)NH3溶液滴定，将pH调整至4.50。将3.125g鼠李糖半乳糖醛酸聚糖酶溶解至大约50ml经过离子交换的水中，并且添加至果胶溶液中。在50℃下4小时之后，通过添加10％(w/v)HNO3溶液至pH 2.50，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度升至80℃。在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至50℃，并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎，最后将果胶筛分(DIN 24)。测定乙酰化程度(％ D(Ac))、酯化程度(％ DE)、半乳糖醛酸含量(％ GA)和分子量(MW)，并且结果示于下表4。
表4
实施例5在本实施例中，果胶类物质得自糖用甜菜(批号30003，类型SFH-25，CP Kelco生产，德国GmbH，Grossenbrode，德国)并且酶是Enzeco果胶酶PL裂解酶，来自Enzyme Development公司，批号S-11677，活度26U/ml。
将55L经过离子交换的水加热至70℃并且添加2.75kg果胶类物质，同时连续搅拌。待果胶完全溶解后，将温度降低至45℃；通过用10％(w/v)苏打溶液滴定，将pH调整至4.50。将1.63mlEnzeco果胶酶PL裂解酶添加至果胶溶液中。在实验过程中，通过用5％(w/v)苏打滴定，将pH保持在5.5恒定。6小时之后(粘度恒定，9cP)，通过添加10％(w/v)苏打溶液至pH2.50，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度提升至80℃。在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至50℃，按以下过程蒸发至一半的量将溶液转移至蒸发器中。在0.8巴的真空下施加热量，并且使溶液达到沸点(大约60℃)。将溶液冷却至50℃并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN24)。测定经酶处理的果胶的乙酰化程度(％ D (Ac))、酯化程度(％ DE)、半乳糖醛酸(％ GA)和分子量(MW)，并且结果示于表5表5
实施例6在本实施例中，果胶类物质得自糖用甜菜(GENU β-果胶，批号30003，CP Kelco生产，德国GmbH，Grossenbrode，德国)并且酶是购自Sigma的羧肽酶B，批号108H7406，活度176u/mg。
将40L经过离子交换的水加热至70℃并且添加1.6kg果胶类物质，同时连续搅拌。待果胶完全溶解后，将温度降低至45℃；通过用10％(w/v)苏打溶液滴定，将pH调整至7.50。将21mg羧肽酶B添加至果胶溶液中。在实验过程中，通过用5％(w/v)苏打滴定将pH保持在7.5恒定。24小时之后，通过添加10％(w/v)苏打溶液至pH2.50，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度升至80℃。在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至50℃并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN 24)。测定经酶处理的果胶的乙酰化程度(％ D (Ac))、酯化程度(％ DE)、半乳糖醛酸(％ GA)和分子量(MW)，并且结果示于表6。
表6
实施例7在本实施例中，果胶类物质得自糖用甜菜(GENU β-果胶，批号30003，CP Kelco生产，德国GmbH，Grossenbrode，德国)并且酶是来自Sigma的羧肽酶A，批号127H7445，活度50u/mg。
将40L经过离子交换的水加热至70℃并且添加1.6kg果胶，同时连续搅拌。待果胶完全溶解后，将温度降低至45℃；通过用10％(w/v)苏打溶液滴定，将pH调整至7.50。将21mg羧肽酶A添加至果胶溶液中。在实验过程中，通过用5％(w/v)苏打滴定，将pH保持在7.5恒定。24小时之后，通过添加10％(w/v)苏打溶液至pH2.50，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度升至80℃。在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至50℃并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN24)。测定经酶处理的果胶的乙酰化程度(％ D(Ac))、酯化程度(％ DE)、半乳糖醛酸(％ GA)和分子量(MW)，并且结果示于表7。
表7
实施例8在本实施例中，果胶类物质得自糖用甜菜(GENU β-果胶，批号30003，CP Kelco生产，德国GmbH，Grossenbrode，德国)并且酶是Flavorzyme 500LTM，来自Novozymes，丹麦，批号HPN01200，活度500 LAPU/g。
将50L经过离子交换的水加热至70℃，并且添加2kg果胶类物质，同时连续搅拌。待果胶完全溶解后，将温度降低至45℃；通过用10％(w/v)苏打溶液滴定，将pH调整至5.50。将15mlFlavorzyme 500L添加至果胶溶液中。在实验过程中，通过用5％(w/v)苏打滴定，将pH保持在5.5恒定。4小时之后，通过添加10％(w/v)苏打溶液至pH 2.50，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度升至80℃。在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至50℃并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN 24)。测定经酶处理的果胶的乙酰化程度(％ D (Ac))、酯化程度(％ DE)、半乳糖醛酸(％ GA)和分子量(MW，毛细管法)，并且结果示于表8。
表8
实施例9在本实施例中，果胶类物质得自橙(批号1001-69-1，CP Kelco生产，Limeira，巴西)并且酶是Enzeco果胶酶PL裂解酶，Enzyme Development公司出品，批号S-11677，活度26U/ml。
将55L经过离子交换的水加热至70℃并且添加940g果胶类物质，同时连续搅拌。待果胶完全溶解后，将温度降低至45℃；通过用10％苏打溶液滴定，将pH调整至4.50。将0.55ml Enzeco果胶酶PL裂解酶添加至果胶溶液中。在实验过程中，通过用5％(w/v)苏打滴定，将pH保持在5.5恒定。1.5小时之后，通过添加10％(w/v)苏打溶液至pH2.50，将反应停止。为使酶不可逆地失活，将温度升至80℃，在80℃下10分钟之后，将溶液冷却至50℃，按以下过程蒸发至一半的量将溶液转移至蒸发器。在0.8巴的真空下施加热量，并且使溶液达到沸点(大约60℃)。将溶液冷却至50℃并且将改性的果胶在80％2-丙醇中沉淀(1∶3)。将沉淀的果胶在压带机上沥干并且放入70℃干燥箱中干燥24小时。干燥后，将果胶磨碎并且筛分(DIN24)。测定经酶处理的果胶的乙酰化程度(％D(Ac))、酯化程度(％DE)、半乳糖醛酸(％GA)和分子量(MW)，并且结果示于表9
表9
制备微胶囊按照以下配方制备微胶囊1000.00g水92.9g(改性)果胶797.0g糖12.6g抗坏血酸钠400.0g维生素A棕榈酸酯油20.4gα-生育酚对比实施例在乳液罐中，将92.9g糖用甜菜果胶(GENU β-果胶，类型BETA，批号HF 72097-0，CP Kelco ApS出品，Lille Skensved，丹麦)和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4gDL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(Ultra Turrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。将最终乳液用975ml65℃水稀释至粘度为150cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为1.40μm(Malvern Mastersizer Long bed Ver.2.19，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为105,000IU/g(将样品用50％KOH、96％乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化，并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorb CN-5.5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)，并且在25℃/60％ R.H.和在40℃/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能。
所得结果如下给出效能 25℃/60％R.H. 40℃/75％R.H.
开始时 100％ 100％7天 70％ 17％14天 51％ 0.3％21天 43％ 0％实施例10在乳液罐中，将92.9g实施例1所述制备的Collupulin改性的糖用甜菜果胶和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(Ultra Turrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。将最终乳液用1000ml65℃水稀释至粘度为155cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为1.09μm(Malvern MastersizerLong bed Ver.2.19，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为278,000IU/g(将样品用50％ KOH、96％乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorbCN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能。所得结果如下给出效能25℃/60％R.H.40℃/75％R.H.
开始时 100％100％7天 96％ 100％14天100％77％21天93％ 0.1％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
实施例11在乳液罐中，将92.9g实施例2所述制备的α-ARA、阿聚糖酶和半乳聚糖酶改性的糖用甜菜果胶和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过U1tra Turrax(UltraTurrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。将最终乳液用1050ml 65℃水稀释至粘度为155cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均液滴大小经测定为1.28μm(MalvernMastersizer Long bed Ver.2.19，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为224,000IU/g(将样品用50％KOH、96％乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化，并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorb CN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40℃/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14天和21天后，分析样品的效能。所得结果如下给出效能 25℃/60％R.H. 40℃/75％R.H.
开始时 100％ 100％7天 101％ 102％14天 97％96％21天 89％0.4％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
实施例12在乳液罐中，将92.9g实施例3所述制备的鼠李糖半乳糖醛酸聚糖乙酰酯酶改性的糖用甜菜果胶和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(UltraTurrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。将最终乳液用800ml65℃水稀释至粘度为150cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为1.59μm(MalvernMastersizer Long bed Ver.2.19版，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为252,000IU/g(将样品用50％ KOH、96％ 乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorb CN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40℃/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能。所得结果如下给出效能25℃/60％R.H.40℃/75％R.H.
开始时 100％100％7天 100％98％14天96％ 93％21天86％ 0.1％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
实施例13在乳液罐中，将92.9g实施例4所述制备的鼠李糖半乳糖醛酸聚糖酶改性的糖用甜菜果胶和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(UltraTurrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。将最终乳液用980ml 65℃水稀释至粘度为150cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为1.64μm(MalvernMastersizer Long bed Ver.2.19，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为218,000IU/g(将样品用50％ KOH、96％ 乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化并且用庚烷萃取。通过HPLC，HichromLiChrosorb CN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40℃/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能。所得结果如下给出效能 25℃/60％R.H. 40℃/75％R.H.
开始时 100％ 100％7天 102％ 100％14天 97％91％21天 91％0.5％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
实施例14在乳液罐中，将92.9g实施例5所述制备的果胶酶PL裂解酶改性的糖用甜菜果胶和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(Ultra Turrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。最终乳液的粘度显示为155cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为0.83μm(Malvern Mastersizer Long bed Ver.2.19，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为349,000IU/g(将样品用50％ KOH、96％乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorb CN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40℃/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能。所得结果如下给出效能 25℃/60％R.H. 40℃/75％R.H.
开始时 100％ 100％7天 99％92％14天 96％1.1％21天 94％0.8％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
实施例15在乳液罐中，将92.9g实施例6所述制备的羧肽酶B改性的糖用甜菜果胶和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(Ultra Turrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。将最终乳液用1151ml 65℃水稀释至粘度为155cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为0.83μm(Malvern MastersizerLong bed Ver.2.19，焦距45，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为222,000IU/g(将样品用50％KOH、96％乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorbCN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40℃/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能。所得结果如下给出效能 25℃/60％R.H.40℃/75％R.H.
开始时 100％100％7天 97％ 96％14天 96％ 93％21天 90％ 0.0％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
实施例16在乳液罐中，将92.9g实施例7所述制备的羧肽酶A改性的糖用甜菜果胶和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(Ultra Turrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。最终乳液的粘度显示为100cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为1.77μm(Malvern Mastersizer Long bed Ver.2.19，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为331,000IU/g(将样品用50％ KOH、96％ 乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorb CN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性大约0.2g产品称重并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40℃/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能。
所得结果如下给出效能 25℃/60％R.H. 40℃/75％R.H.
开始时 100％ 100％7天99％98％14天 95％94％21天 84％2.0％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
实施例17在乳液罐中，将实施例8所述制备的92.9g Flavorzyme改性的糖用甜菜果胶和797.0g蔗糖溶解于1.0L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(Ultra Turrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。将最终乳液用1093ml 65℃水稀释至粘度为155cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为1.50μm(Matvern MastersizerLong bed Ver.2.19，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品，其效能为203,000IU/g(将样品用50％KOH、96％乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorbCN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能。所得结果如下给出效能 25℃/60％R.H.40℃/75％R.H.
开始时 100％100％7天 100％100％14天 82％ 90％21天 68％ 0.0％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
实施例18在乳液罐中，将92.9g实施例9所述制备的果胶酶PL裂解酶改性的橙果胶和797.0g蔗糖溶解于1.08L 65℃水中，并且添加12.6g抗坏血酸钠。将400.0g维生素A棕榈酸酯(1.7百万IU/g)和20.4g DL-α-生育酚的混合物在烧杯中加热至65℃。将此油状混合物在缓慢搅动条件下添加至改性的果胶、糖和抗坏血酸钠的水溶液中，然后于65℃下通过Ultra Turrax(Ultra Turrax T50)在10,000rpm下剧烈搅拌60分钟。将最终乳液用37ml65℃水稀释至粘度为155cP(通过Brookfield粘度计测定，HAT型，锭子HA1)。平均油滴大小经测定为1.84μm(Malvern MastersizerLong bed Ver.2.19，焦距45mm，射束长度2.4mm)。随后，将乳液在喷雾塔中雾化，在其中液滴被淀粉覆盖并且干燥。只有部分乳液被喷雾。在30/120目筛网上筛选后，得到大约1kg粒状产品其效能为313,000IU/g(将样品用50％KOH、96％乙醇和10％抗坏血酸钠溶液皂化并且用庚烷萃取。通过HPLC，Hichrom LiChrosorb CN-5，5μl，250mm×4.0mm，以外标作对照，测定维生素A的量)。
如下研究产品的稳定性称重大约0.2g产品并且放入小的开口玻璃容器中(15×10mm)并且在25℃/60％R.H.和在40℃/75％R.H.下保持3周。在开始时、7、14和21天后，分析样品的效能.所得结果如下给出效能 25℃/60％R.H. 40℃/75％R.H.
开始时 100％ 100％7天99％ 97％14天 98％ 87％21天 93％ 1％从这些结果中明显看出，本发明组合物的效能和稳定性远远优于对比实施例的现有技术组合物。
权利要求
1.微胶囊，含有包埋在基质材料中的活性物质，其特征在于基质材料可通过将果胶类物质用选自酯酶(E.C.3.1.)、葡糖苷酶(E.C.3.2.)、肽酶(E.C.3.4.)、蛋白酶(E.C.3.4.)和裂解酶(E.C.4.)中的一种或多种酶处理来获得。
2.权利要求1的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用一种或多种能够改性毛状区域的酶处理来获得。
3.权利要求1或2的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用一种或多种能够改性光滑区域主链以便形成含有毛状区域的单独的组成部分的酶处理来获得。
4.权利要求1的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用木瓜蛋白酶、胃蛋白酶或胰蛋白酶处理来获得。
5.权利要求4的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用木瓜蛋白酶如Colltuputin处理来获得。
6.权利要求1的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用外肽酶如羧肽酶处理来获得。
7.权利要求1-3的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用脱乙酰酶处理来获得。
8.权利要求1-3的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用脱支酶处理来获得。
9.权利要求1-3的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用α-阿拉伯糖呋喃糖苷酶、半乳聚糖酶和阿聚糖酶的混合物处理来获得。
10.权利要求1-3的微胶囊，其中基质材料可通过将果胶类物质用裂解酶例如果胶酶PL裂解酶处理来获得。
11.权利要求1-10任一项的微胶囊，其中果胶类物质得自蔬菜植物。
12.权利要求1-10任一项的微胶囊，其中果胶类物质得自橙、葡萄、糖用甜菜、大豆、亚麻籽、菊芋、芹菜、马铃薯和甜菜根。
13.微胶囊的制备方法，其中所说的微胶囊含有包埋在基质材料中的活性物质，所说的方法包括以下步骤提供果胶类物质的含水介质，其中所说的果胶类物质已通过用选自酯酶(E.C.3.1)、葡糖苷酶(E.C.3.2)、肽酶(E.C.3.4)、蛋白酶(E.C.3.4)和裂解酶(E.C.4)中的一种或多种酶处理来改性；向所说的溶液添加至少一种活性物质；将如此获得的混合物细分并且干燥，获得颗粒的集合，每个颗粒中含有许多活性物质的液体或固体微粒，其包埋在含改性果胶类物质的基质中。
14.含有权利要求1-12任一项的微胶囊的产品。
15.权利要求14的产品，其特征在于所说的产品是食品、食品补剂、饮料、药物和兽药产品、饲料、饲料补剂、个人护理产品和家用产品。
全文摘要
本发明涉及微胶囊，含有包埋在基质材料中的活性物质，其特征在于基质材料可通过将果胶类物质用选自酯酶(E.C.3.1.)、葡糖苷酶(E.C.3.2.)、肽酶(E.C.3.4.)、蛋白酶(E.C.3.4.)和裂解酶(E.C.4.)中的一种或多种酶处理来获得；本发明还涉及这种微胶囊的制备方法以及含有这种微胶囊的产品。
文档编号A23L1/22GK1501776SQ02808088
公开日2004年6月2日 申请日期2002年4月10日 优先权日2001年4月10日
发明者A·V·彼得森, M·M·汉森, S·L·麦德森, N·M·简森, C·L·汉森, A·斯特拉鲁普克里斯坦森, K·M·汉森, A V 彼得森, 乩 称湛死锼固股, 汉森, 简森, 麦德森 申请人:巴斯福健康与营养学有限公司, Cp凯尔科公司