[发明专利]提高食品粉末溶解动力学的颗粒结构

说明书

本发明涉及改变颗粒物质溶解动力学的领域。具体而言，本发明涉及 诸如用于特定目的的食品粉末的粉末溶解动力学的改造。

代表方便食品主要部分的食品粉末，例如牛奶、咖啡、巧克力、饮料 混合物(如卡布奇诺)、汤和婴儿配方食品受到食品工业越来越多的关注。 食品粉末的溶解动力学在许多工业应用和消费者应用中是至关重要的，并 且是确定产品质量的相关因素之一。

已进行了大量研究来理解粉末的溶解动力学，这些研究主要集中在制 药业和食品工业。从消费者的角度看，粉末在水中或其他液体介质(如牛 奶)中快速、简单并完全溶解和复原对于实际应用必不可少，而感官的关 注可能会限制某些成分的使用。

当开发此类产品时，目标一般是达到良好的溶解特性，并将完成该过 程所需的时间最小化。以上提及的绝大多数粉末溶解于热水，热水通常导 致溶解速度的增加。

不过，最近市场上出现了几种旨在溶解于冷(如5-10℃)水或牛奶的 粉末。此外，包含生物活性成分的粉末状产品可能对热敏感，应该在低温 复原。

所以，有开发优化粉末溶解，尤其是食品粉末溶解的新策略的需要， 该策略不依赖于温度并且最终能应用于大量的产品。

非晶体物质溶解的特征是放热溶解。与之相反，晶体物质溶解时，观 察到吸热反应(Miller and de Pablo，“Calorimetric solution properties of simple saccharides and their significance for the stabilization of biological structure and function″Journal of Physical Chemistry B 104(2000)8876-8883)。此结果是由以下原因造成的：相对于稳定的晶体形 式，高能量状态的非晶体形式导致其成为热力学不稳定的物质。

因此，就溶解速度而言，相对于其晶体对应物，观察到非晶体物质在 溶解过程进行中不依赖于温度的优势(Hancock和Parks″What is the true solubility advantage for amorphous pharmaceuticals？″Pharmaceuticals Research 17(2000)397-404)。

在美国专利申请公开No.2003/0123250A1中提及了使用几种方法来 提高难溶物质的溶解性，该方法包括：形成脂质体、小泡、乳液和胶态悬 浮液；用分散剂包被颗粒、磨碎或碾碎。

但是，直到今天在本领域中仍非常需要可以调节粉末的溶解动力学， 尤其是调节食品粉末为预期的目的而在特定液体中的溶解动力学的方法。 例如，众所周知，消费者观察到巧克力粉末溶解于冷牛奶中的过程相当缓 慢。

本发明人已解决这种需要。

因此，本发明的目的是克服目前本领域水平(state)的不足，并提供 本领域调节粉末的溶解动力学，尤其是调节食品粉末为了预期目的而在特 定液体中的溶解动力学(尤其是提高或降低溶解速度)的方法。

此目的通过如下解决：根据权利要求1的复合颗粒、根据权利要求9 的产品，使用权利要求15的用途，并且通过根据权利要求12和权利要求 16的方法。

本发明人意外地发现：将溶解热不同的物质，例如非晶体物质和晶体 物质组合成一个颗粒，可以改变此颗粒的溶解动力学。如果该得到的复合 颗粒总的放热溶解大于待溶解的原始物质，则在其他条件相同的情况下， 其溶解速度将会提高。

另一方面，如果该得到的复合颗粒总的吸热溶解大于待溶解的原始物 质，则其溶解速度将会降低。

本发明的一个目的是提高物质，例如粉末，尤其是食品级粉末在热和 冷液体中的溶解速度。本发明人发现此目的可以通过仔细设计复合颗粒的 结构，例如将呈现放热溶解的物质和呈现吸热溶解的物质组合来实现。这 些物质物理组合在复合颗粒中，该物理组合例如为附聚、溶剂浇铸、共喷 雾干燥、挤出、溶剂沉淀和/或部分或全结晶，以实现彼此之间紧密结合。 所有这些物质优选是食品级，并可以已存在于给定食品中。

放热溶解的物质将提供热力学动力，导致复合颗粒的其他组分提高溶 解速度。